Este caso de estudio, basado en la construcción de un prototipo de hyperloop con impresión 3D, ilustra a la perfección cómo la utilización de la fabricación aditiva puede ayudar a reducir costes en los procesos industriales. Gracias a la utilización de impresoras 3D y materiales de BCN3D, el centro de Formación Profesional de la Asociación CHF de Madrid pudo medirse recientemente a universidades punteras de todo el mundo en el concurso European Hyperloop Week, celebrado en Valencia el pasado mes de julio.
RETO
Fabricación de un prototipo de cápsula para hyperloop
La European Hyperloop Week es un concurso a nivel mundial donde participan universidades e instituciones de primer nivel como el MIT, la Universidad de Edimburgo, TU Delft, y la ETH Zurich. La Asociación CHF fue el único centro de Formación Profesional admitido entre los 27 participantes .
Sin embargo, su presupuesto, de 100.000 euros, era muy inferior al de otros competidores, por lo que optimizar costes era una de las premisas para llevar a buen puerto el proyecto. Aún así lograron completar todas las pruebas, algo que solo consiguieron 4 competidores.
“Escogimos la impresión 3D por su versatilidad y por el ecosistema creado entre los programas de diseño y la tecnología de impresión 3D”.
Daniel Romero, Jefe de Electrónica de CHF Hyperloop
SOLUCIÓN
Fabricación de moldes y piezas con Epsilon W50
Sicnova asesoró a la Asociación CHF para utilizar la tecnología industrial de la Epsilon W50 de BCN3D. Cada una de las piezas del molde requirió un tiempo de impresión de 16 horas, por lo que las grandes dimensiones de la BCN3D Epsilon W50 resultaban perfectas para esta aplicación.
La versatilidad del equipo, capaz de fabricar con materiales sencillos como el PLA y con materiales técnicos, así como la posibilidad de acortar tiempos de fabricación usando la tecnología IDEX para duplicar la producción, hicieron que se escogiera este equipo para llevar a cabo el trabajo.
RESULTADO
Ampliación del catálogo de productos
El prototipo de cápsula se hizo a escala 1:24, con un tamaño de 2x1x1 metros. La fabricación aditiva sirvió para hacer en PLA los moldes de la carcasa exterior, por su facilidad de extrusión y adecuación a las necesidades de esta aplicación concreta. Estas piezas se unieron, se lijaron y se pintaron, y luego se emplearon para formar un molde para la carcasa final, hecha de fibra de carbono. Además, mediante las pruebas hechas en su propio hypertrack (el sistema de raíles que fabricaron en sus instalaciones para las pruebas de velocidad), el equipo de CHF descubrió que el PLA puede seguir manteniendo sus propiedades hasta velocidades de hasta 120 km/h.
Por otro lado, Sicnova hizo de puente entre el cliente y el fabricante para explorar una variedad de materiales
diferentes con las que hacer avanzar su prototipo y mejorar las prestaciones del prototipo. Debido a las altas velocidades a las que debía viajar el modelo de cápsula, era fundamental que los paquetes de baterías estuvieran resguardados de forma segura. De ese modo, junto con BCN3D y Sicnova, el equipo Hyperloop CHF llegó a la conclusión de que el ABS sería la mejor elección en este caso por su resistencia a las altas temperaturas.
Así mismo se emplearon piezas de uso final impresas en 3D en el sistema de estabilización del pod. Las ruedas se fabricaron con TPU por su buena resistencia térmica y al desgaste. Por su parte, los soportes se fabricaron en fibra de carbono para conseguir un sistema de apoyo robusto y fiable.
Valoración final
Este proyecto ha permitido a los estudiantes conocer de primera mano y emplear con éxito la fabricación aditiva en procesos de diseño industrial de vanguardia, unos conocimientos que les valdrán en un futuro muy próximo para aplicarlos en proyectos profesionales cuando finalicen su formación. Al mismo tiempo la fabricación eficiente con BCN3D le ha permitido al equipo obtener por sus propios medios moldes y piezas finales que con los métodos tradicionales habrían supuesto un desembolso demasiado elevado.
