- Goodyear está probando su nueva tecnología de neumáticos sin aire impresos en 3D en los coches eléctricos de Tesla.
- Goodyear tiene como objetivo sacar al mercado neumáticos sin mantenimiento y sin aire para 2030.
- Aunque la tecnología de impresión en 3D presenta múltiples ventajas, los altos costos de inversión y la escasez de personal cualificado evita que se extienda a otras industrias.
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Las grandes marcas de la industria automotriz destinan grandes cantidades de dinero a sus áreas de I+D, desarrollando tecnologías cada vez más avanzadas. Ahora, esta industria está empezando a utilizar materiales aditivos para la construcción de neumáticos.
Compañías como Goodyear o Boeing ya han demostrado que los materiales aditivos funcionan muy bien en la fabricación de distintas piezas a gran escala.
De hecho, Goodyear inauguró en mayo una planta en Luxemburgo por 77 millones de dólares (mdd) que se centra en la impresión 3D y puede fabricar neumáticos cuatro veces más rápido que con la producción convencional.
Ahora, la compañía está probando en los vehículos de Tesla su nueva tecnología de neumáticos sin aire impresos en 3D, de acuerdo con CNBC. Además, también está haciendo pruebas con los robots de reparto autónomos de Starship Technologies.
Goodyear tiene como objetivo sacar al mercado neumáticos sin mantenimiento y sin aire para 2030, y la impresión 3D forma parte de ese esfuerzo. En la actualidad, alrededor del 2% de su producción se realiza mediante fabricación aditiva y se prevé una mayor integración en la mezcla.
«Estamos utilizando la fabricación aditiva para neumáticos de gama alta, de altísimo rendimiento, que requieren mucha más complejidad y en tamaños de lote más pequeños», afirma Chris Helsel, vicepresidente senior de operaciones globales y CTO de Goodyear. «Sigue siendo ventajoso fabricar grandes tiradas de neumáticos de forma eficiente a través de una línea de montaje normal».
Goodyear tiene más de una década trabajando en tecnología de neumáticos impresos en 3D
Helsel explica que la compañía ya tiene más de una década trabajando en este tipo de tecnología.
La fabricación de la tecnología en 3D comenzó en 1980. Desde que MakerBot comenzase a utilizarla hace una década ha conseguido transformar el mercado. Hoy en día, se fabrican de forma aditiva toda una serie de productos, desde piezas de avión hasta alineadores dentales y asientos de coche. Aunque proporciona ventajas competitivas y mejora tanto la cadena de suministros como la fabricación, puede que no revolucione la producción industrial en general.
En 2017, Goodyear hizo una primera prueba de neumáticos sin aire impresos en 3D en varios modelos de cortacéspedes premium de Bad Boy Mowers.
«La fabricación aditiva es todavía una tecnología muy pequeña y especializada», afirma Jörg Bromberger, director de estrategia y operaciones de McKinsey en Berlín, y autor principal del reciente informe de la consultora sobre esta tecnología industrial. «Invertir mucho en la fabricación aditiva puede tener algún beneficio; sin embargo, sigue siendo bastante limitado». Bromberger cifra la fabricación aditiva en un 2-3% del mercado de producción de 12,000 mdd.
La industria de la impresión 3D va en un despegue lento, pero seguro
La consultora Wohlers Associates, especializada en la impresión 3D, espera que la fabricación aditiva crezca a un ritmo relativamente fuerte y predice que el mercado mundial alcanzará los 85,300 mdd en 2031, frente a los 15,200 mdd de 2021.
El principal sector industrial que utiliza esta tecnología es el aeroespacial, seguido del médico/dental y el de la automoción, mientras que las aplicaciones más comunes de la impresión 3D son la fabricación de piezas de uso final y prototipos funcionales, según el Informe Wohlers 2022.
La impresión 3D tiene ventajas y desventajas. Entre sus principales beneficios es la facilidad para diseñar en diferentes formas tridimensionales que pueden rendir más por menor costo. Otras ventajas son la eliminación de procesos de preproducción, que consumen mucho tiempo, y la fabricación de productos bajo demanda a partir de archivos digitales.
En contraposición, uno de sus principales inconvenientes son los costos de inversión. Los precios de las máquinas industriales de impresión 3D pueden variar entre 250,000 y 500,000 dólares; incluso puede llegar a ser de 1 millón de dólares para sistemas más grandes. Otro factor que juega en contra es la falta de personal cualificado para utilizar esta tecnología.
La consolidación de proveedores podría proporcionar un servicio más completo y una compra centralizada a los fabricantes. Por ejemplo, Desktop Metal, con sede en Burlington, Massachusetts, adquirió The ExOne Company en North Huntingdon, Pensilvania, en una operación realizada en noviembre de 2021 que reunió varias soluciones de fabricación aditiva bajo un mismo paraguas.
Sin embargo, esta industria no consigue despegar en bolsa. Desktop Metal ha perdido casi 80% de su valor desde que empezó a cotizar en 2021. Ni el avance de las tecnologías han conseguido que estas empresas despierten la simpatía de los inversionistas.
El constructor de motores de camiones Cummins está utilizando a Humtown —empresa que fabrica moldes con impresión 3D— como proveedor para mejorar su precisión en la fabricación de piezas de fundición. Además, ha racionalizado la producción imprimiendo piezas grandes en una sola pieza en lugar de materiales compuestos.
«Hemos tenido mucho éxito con ello. Los volúmenes están empezando a aumentar y, aunque los precios siguen siendo un poco más elevados que los de los procesos convencionales, es mucho más preciso y hemos podido triplicar nuestra capacidad de producción», afirma Larry Lee, asesor técnico de Cummins.
«Para la industria, es definitivamente una ventaja competitiva porque puedes diseñar de manera que es impensable con la producción tradicional», señala Melissa Orme, vicepresidenta de fabricación aditiva desde 2019, un papel que atraviesa las tres unidades de negocio de la compañía que hacen aviones comerciales, satélites y sistemas de defensa.
Según Orme, se pueden reducir los plazos de producción 10%; la racionalización del diseño en una pieza grande para el montaje y el aumento de la durabilidad. «Ahora mismo, estamos muy avanzados en el uso de la impresión 3D para satélites», apunta. «Podría convertirse en un estándar tener piezas impresas en 3D en cada satélite».
Boeing también ha impreso en 3D piezas para helicópteros y asientos para la nave espacial Starliner; así como componentes para el Boeing 787, y utillaje para las alas del avión 787.
Aun así, la adopción de esta nueva tecnología sigue planteando problemas. «Se necesita un cambio cultural para adoptarla», afirma Orme.
«A los ingenieros se les enseña a diseñar con un riesgo reducido, y eso les lleva a la fabricación tradicional. Necesitamos más datos de producción para llegar a un nivel de comodidad en el diseño para aditivos equivalente a siete décadas de datos sobre la fabricación tradicional. Una vez que lo hagamos, podremos eliminar o reducir el riesgo de esta tecnología en evolución», añade.
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