AP Racing consigue un nuevo negocio gracias a la impresión 3D

Una herramienta de ventas perfecta

AP Racing, un fabricante británico de sistemas de frenado y embrague de alto rendimiento para vehículos de ruta y de competición ha participado en todos los campeonatos de Fórmula 1 desde 1967. Buscando siempre ir más allá para satisfacer las necesidades de sus clientes, AP Racing instaló su primer sistema de impresión 3D interno hace más de 15 años para el prototipado de piezas. En poco tiempo, empezó a utilizar la impresión 3D para las herramientas y las piezas de producción finales.

"Para conseguir un contrato con un importante cliente de F1, nuestro equipo decidió crear un modelo impreso en 3D del análisis por elementos finitos (FEA) de un componente del embrague. El modelo era tan preciso y real que el cliente comprendió de inmediato las decisiones de diseño e hizo un pedido".

John Schoon
ingeniero jefe de diseño, AP Racing

Pero, rápidamente, la competencia se intensificó y los requisitos se endurecieron. Además, diseñar un sistema de embrague o frenado es un proceso muy complejo, porque las piezas están expuestas a cargas dinámicas con picos iniciales muy altos. Para diseñar componentes como las mordazas, el equipo de AP Racing realiza trazados por el método de análisis de elementos finitos con fines de inspección. El análisis FEA descompone los objetos en sus componentes para simular el efecto de las tensiones en el material o el diseño. Este análisis es fundamental para determinar la forma en que los frenos y el embrague funcionarán mejor en el automóvil, y cómo se distribuirá la carga a través del componente. Para presentar mejor su solución y diferenciarse de la competencia, AP Racing necesitaba una tecnología que pudiera producir simultáneamente prototipos precisos, muy detallados (resolución de 0,014 mm) y en varios colores, y herramientas avanzadas con múltiples materiales.

Modelo de mordaza impreso en 3D

Trazado FEA digital del modelo de mordaza

Ideas que se convierten en realidad

Para ayudar a los clientes a comprobar la superioridad de las piezas de AP Racing, la empresa empezó a producir prototipos mediante la impresora 3D Stratasys J750™, la única impresora 3D del mundo que imprime con múltiples materiales y colores. AP Racing puede imprimir en 3D sus trazados FEA para demostrar a los posibles clientes la viabilidad de sus diseños. "Para conseguir un contrato con un importante cliente de F1", explica John Schoon, ingeniero jefe de diseño, AP Racing, "nuestro equipo decidió crear un modelo impreso en 3D del trazado FEA de un componente del embrague. Con la J750, pudimos producir un modelo en 3D con múltiples materiales y colores de todo el trazado FEA de una cesta de embrague. El modelo era tan preciso y la definición del color tan buena que el equipo entendió inmediatamente las decisiones de diseño e hizo un pedido".

Para ayudar a los clientes a comprobar la superioridad de las piezas de AP Racing, la empresa empezó a producir prototipos mediante la impresora 3D Stratasys J750, la única impresora 3D del mundo que imprime con múltiples materiales y colores.

Trazado FEA de un modelo de mordaza impreso en 3D en la Stratasys J750.

Eficiencia optimizada

Antes, AP Racing tenía que mecanizar los prototipos de mordazas (pinzas) de frenos, un proceso costoso y largo. Ahora, gracias a su impresora J750, pueden producir un prototipo de la mordaza en tan solo 24 horas, lo que constituye un considerable ahorro de tiempo sin detrimento de la precisión.

“En el caso concreto de los prototipos de mordazas de freno, la precisión es esencial porque tenemos que realizar comprobaciones de ajuste de los componentes internos como sellos, pistones, fijaciones y pastillas", explica Schoon. “Antes, los prototipos de mordazas de freno impresos en 3D tenían una funcionalidad limitada. La J750 nos permite producir prototipos de gran precisión. Gracias a la posibilidad de imprimir con varios materiales a la vez, hemos podido crear roscas funcionales en el prototipo de la mordaza para realizar pruebas más precisas dentro de la suspensión del vehículo y detectar posibles problemas mucho antes durante el proceso de diseño. Esto es fundamental para el éxito de nuestros diseños".

AP Racing también ha mejorado en términos de eficiencia al utilizar la Stratasys J750 para aplicaciones de herramientas avanzadas e innovadoras. Prácticamente, todas las herramientas que AP Racing crea son únicas y el equipo solía recurrir a proveedores externos para su fabricación, lo que a menudo se traducía en costes elevados y plazos de entrega de varias semanas. Ahora, con la J750, las herramientas impresas en 3D pueden producirse por un coste mucho menor y en menos de 24 horas.

AP Racing también redujo costes y plazos en la producción de fijaciones grabadas con láser. El proceso para producir una fijación grabada con láser es muy complejo, así que contar con piezas personalizadas con posicionamiento de precisión para repetibilidad no tiene precio. Los métodos tradicionales eran caros, así que el equipo de Schoon desarrolló un modelo de plástico personalizado impreso en 3D que contribuyó a agilizar la producción con un coste de tan solo 100 libras esterlinas para la empresa.

Más banderas a cuadros a la vista

AP Racing tiene ante sí un futuro brillante gracias a las capacidades avanzadas de la J750. “La fabricación aditiva nos ofrece libertad para diseñar volúmenes pequeños de piezas personalizadas que antes habrían sido impensables”, dice Schoon. “Podemos satisfacer varios requisitos de materiales para asegurarnos de que las herramientas funcionan según lo previsto. Podemos combinar ABS resistente con Agilus30™ para crear herramientas robustas pero recubiertas con un material similar a la goma para evitar que una pieza de producción que podría estar pintada sufra daños”.

Schoon augura un futuro prometedor para el desarrollo de productos de la empresa. “Dado el nivel de integración de esta tecnología en nuestros procesos y las ventajas cuantificables que nos ofrece, puedo decir con seguridad que su uso aumentará en el futuro”.