Latam
18 /11 / 2020
La fabricación digital en la industria ferroviaria con CAF Digital Manufacturing
La fabricación digital está cada vez más presente en la industria ferroviaria, impulsada por las características de los vagones que requieren de repuestos o de utillajes específicos. La necesidad de piezas individuales de reposición, la producción de series cortas o medias y la escasa oferta de productos en el mercado, convierten en ideales el diseño generativo y la fabricación aditiva dentro del sector.
Por Autodesk Journal
La fabricación aditiva y la digitalización 3D en la industria de repuestos y utillajes.
En el Webinar Excellence Talks con CAF Digital Manufacturing se presentaron casos reales de la aplicación de la Fabricación Digital. Los ponentes fueron José F. Molinero Reyes, Responsable de Estrategia y Desarrollo y José Manuel Rodríguez, Responsable de Ingeniería. De parte de Autodesk asistieron David Sabaté, Technical Sales Specialist y Oriol Llort, Territory Account Sales Executive.
CAF Digital Manufacturing: de departamento de prototipos a unidad de fabricación digital de repuestos y utillaje
CAF Digital & Design Solutions es una empresa enfocada en el transporte ferroviario, que funciona como acelerador en los procesos de implementación de la fabricación digital para el desarrollo de proyectos de diseño, rehabilitación, puesta en servicio y mantenimiento de infraestructuras.
La necesidad de obtener prototipos rápidos originó una unidad de negocios llamada CAF Digital Manufacturing. Pero su función se transformó al detectar constantes requerimientos de los clientes para obtener componentes específicos en poco tiempo.
La suma del software de Diseño Generativo junto con las impresoras 3D de última generación han permitido dar respuesta a las necesidades reales de repuestos y de utillaje. Actualmente cuentan con instalaciones avanzadas para lijado, imprimación, preparación de piezas o conjuntos y cámaras de pintado.
Casos de éxito de aplicación de la Fabricación Digital en repuestos y utillajes
CAF DM ha elaborado diversos proyectos donde se ha utilizado el diseño generativo y la impresión 3D.
Cortesía de CAF Digital Manufacturing
Un carro porta probetas
El cliente tenía la necesidad de producir un carro para transportar probetas. Luego de analizar las opciones como la fabricación tradicional de estructura de chapa doblada y soldaduras, se decidió utilizar una impresora 3D con un volumen de 2,5×2,5x1mt.
La pieza final estaba compuesta por 5 componentes de polímero que se procesaron para unirlos, permitiendo ahorrar tiempo de fabricación y disminuir el peso, manteniendo la resistencia. Aún cuando no se empleó software de Diseño Generativo, se tomaron las consideraciones para eliminar material y evitar contracciones que deformaran la unidad.
Cortesía de CAF Digital Manufacturing
Soporte para montantes
Se requerían 4 repuestos para el soporte de unos montantes que originalmente eran de aluminio en vagones del Metro de Madrid. La poca cantidad de unidades requirió la elaboración de un estudio comparativo entre opciones de fabricación como el metal y el plástico. El metal significaba un coste de fabricación mayor debido a la necesidad de moldes pero si nivel de resistencia era óptima.
La opción de plástico implicaba la Impresión 3D y significaba una reducción de hasta 1/10 del coste de fabricación y reducía el tiempo de respuesta. A nivel de resistencia se hicieron diversas pruebas hasta llegar a una solución, que a pesar de no tener la resistencia del metal, cumplía cabalmente con su función y pudo ser impreso e instalado. Todo esto, no se podría haber llevado a cabo sin la presencia y colaboración de Optimus 3D.
Cortesía de CAF Digital Manufacturing
Soporte para chasis de tren
El soporte es un utillaje que sirve para posicionar al chasis que contiene los ejes y las ruedas del tren para su fabricación. Debe ser un componente muy exacto en su forma y resistencia para lograr un posicionamiento correcto.
Para diseñarlo se definió una superficie funcional sobre la que se señala la marca de posicionamiento, con una base estructural y una orejeta donde se atornilla el soporte del chasis. Se empleó diseño de aligeramiento para disminuir el peso y la cantidad de material.
La fabricación aditiva permitió disminuir los costes pero principalmente sirvió para imprimir la rosca intrincada que se observa en la parte inferior, que con métodos tradicionales sería muy complicada de producir.
El impacto del diseño se centra en la reducción de costes, peso y tiempo de fabricación. La Impresión 3D asegura la exactitud de las formas y facilita una correcta fijación.
Cortesía de CAF Digital Manufacturing
Soporte para útiles de operario
Es parte de un utillaje que facilita el trabajo de un operario. Se ajusta a una plataforma en su base inferior y en la zona de trabajo cuenta con una bandeja para las herramientas, soportada por una columna de forma orgánica.
En este caso se redujo el tiempo de diseño de un par de días a alrededor de 4 horas. El diseñador incorporó al software las variables estructurales como el aguante y la capacidad de deformación, hasta obtener un diseño final generado computacionalmente y seleccionado por el ingeniero como mejor solución.
La penetración de la Fabricación Digital en la industria ferroviaria está en constante aumento. Por sus características es una solución ideal para lograr una rápida respuesta frente a la necesidad de repuestos o utillaje de las empresas y la experiencia de CAF Digital Manufacturing es un claro caso de éxito.
En colaboración con:
José F. Molinero. Responsable de Estrategia y Desarrollo en CAF Digital Manufacturing.
José M. Rodríguez. Responsable de Ingeniería en CAF Digital Manufacturing.