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May 12, 2023

Chispa brillante: Markforged en tecnología de impresión 3D de cobre

El viaje hacia vehículos de cero emisiones comienza con componentes pequeños. claudia

El viaje hacia vehículos de cero emisiones comienza con componentes pequeños. Claudia Schergna habla con Markforged sobre cómo su tecnología de impresión 3D de cobre ayuda a los diseñadores de automóviles a crear piezas con eficiencia

El mercado automotriz ya está experimentando un gran crecimiento en vehículos eléctricos (EV). Solo el mercado del Reino Unido creció más del 800% entre 2016 y 2022, y se espera que sea la fuerza impulsora detrás de las ventas de automóviles nuevos en los próximos años. A pesar de la demanda, los productores de automóviles han informado que luchan por lograr la rentabilidad debido a los desafíos de fabricación. Incluso cuando las cadenas de suministro enteras se construyen alrededor de los vehículos eléctricos, sus componentes siguen siendo extremadamente complejos para producir de manera eficiente.

Al igual que en muchas otras industrias, el uso de la fabricación aditiva (FA) en componentes automotrices para prototipos representa una oportunidad para acelerar el tiempo de comercialización y ahorrar recursos. NUEVO

El material de cobre puro y el sistema Metal X de Markforged se utilizan en I+D de automoción para crear prototipos de componentes como barras colectoras con el fin de reducir costes y optimizar diseños.

Una barra colectora es una barra metálica electroconductora que distribuye corriente a los subsistemas en aplicaciones eléctricas intensivas. Por tanto, es un componente esencial a la hora de conseguir un rendimiento eléctrico óptimo en los vehículos eléctricos.

Diseñar la barra colectora correcta puede ser complejo ya que los ingenieros deben trabajar con múltiples restricciones. En particular, un diseño viable requiere que funcionen dentro de los límites tanto del factor de forma como de los requisitos de disipación de calor.

Las barras colectoras de los vehículos eléctricos suelen estar hechas de cobre puro, debido a la alta conductividad eléctrica del material. Pero a pesar de sus excelentes propiedades eléctricas, es difícil trabajar con cobre en la fabricación tradicional, lo que se traduce en etiquetas de precios elevados y largos plazos de entrega. Para paliar estos desafíos, la impresión 3D en metal es el candidato perfecto.

Dado que pueden ser necesarias varias iteraciones para crear una pieza optimizada, estos altos costos y los largos plazos de entrega pueden obligar a los diseñadores a hacer varios compromisos, y las limitaciones de tiempo pueden conducir a diseños menos óptimos.

Mediante la impresión 3D de cobre puro en prototipos de diseños de barras colectoras, los proveedores de vehículos eléctricos pueden disfrutar de varias ventajas competitivas. La capacidad de imprimir en 3D en cobre puro permite a los proveedores de vehículos reducir los costos en cada iteración y evitar largos plazos de entrega debido a cuellos de botella en los centros de máquinas. También permite a los ingenieros probar rápidamente más diseños experimentales.

Markforged estima que un proceso de fabricación tradicional para crear un prototipo de barra colectora normalmente costaría alrededor de £ 160 por iteración, con un tiempo de entrega de tres semanas. Por el contrario, imprimir un prototipo de barra colectora con el sistema Metal X en cobre puro costaría alrededor de £ 45, con un tiempo de entrega de solo tres días.

Esto significa que Metal X puede realizar 9 iteraciones en el mismo tiempo que se necesitaría para obtener una única iteración a través de la fabricación tradicional, lo que permite a los ingenieros probar los diseños durante el tiempo que, de lo contrario, se gastaría esperando que lleguen las piezas.

Markforged Metal X no es la única tecnología que ofrece la posibilidad de imprimir cobre, pero la empresa afirma que es la única que permite imprimir cobre puro, que se requiere para la fabricación de barras colectoras, ya que otras aleaciones de cobre no darían el mismo rendimiento. .

La capacidad de producir prototipos impresos en 3D es extremadamente valiosa, ya que la fabricación rápida tiene un efecto revolucionario en el flujo de trabajo y libera un valioso ancho de banda del maquinista y reduce los costos asociados con el uso de servicios de terceros para tener los prototipos a mano.

Además de las barras colectoras, el cobre puro impreso en 3D también se está utilizando para aplicaciones de vehículos eléctricos, como disipadores de calor, intercambiadores y placas frías.

Las capacidades de creación de prototipos más rápidas son un gran impulso para los ciclos de diseño, lo que hace posible niveles más altos de optimización en comparación con la fabricación tradicional.

Estas características son particularmente cruciales para aplicaciones donde la optimización de tiempo y dinero es una prioridad, y el desarrollo de vehículos eléctricos es uno de los sectores donde más se sienten estas presiones.

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