Las industrias manufactureras automotrices encargadas de fabricación de autopartes que forman la geometría del vehículo a nivel mundial han evolucionado en función a los materiales que utilizan para la elaboración de sus productos desde los tipo de textiles, hasta los materiales compuestos de polímeros y de aramidas, siendo ampliamente utilizados en esta última década, tal es el caso de los distintos tipos de fibras pues aprovechan al máximo sus múltiples propiedades al combinarse como materiales matrices como resinas, polímeros o termoplásticos.
En el Ecuador actualmente, en el sector automotriz no se cuenta con vehículos que posean accesorios, repuestos, o autopartes que estén fabricadas con materiales alternativos, generándose una expectativa dentro del mercado la existencia de una nueva opción que pueda ofrecer estos componentes con materiales compuestos que además de ofrecer mejores propiedades técnicas y mecánicas sean también más accesibles desde un punto económico y que a su vez puedan ser adquirido de forma inmediata por medio de una impresión 3D.
La evolución de materiales compuesto como Kevlar, ABS, ABS plus y fibra de carbono se centran en el análisis de las propiedades mecánicas como la resistencia, la deformación y desplazamiento, aplicando ensayos mecánicos de flexión y tracción, las probetas deben ser ensayadas bajo las normativas ASTM-7264 y ASTM-3039. La ingeniería inversa y el uso de escáner 3D Go-Scann y el software actual como el Geomagic Desing, se establen como alternativas en el diseño de elementos mecánicos.
Los resultados deben ser obtenidos con la aplicación de la tecnología FDM (Fundición por deposición) además de la utilización de la impresora 3D, considerando además los mallados giroide, triangular, rejilla, siendo estos los más utilizados en la fabricación de autopartes; con un relleno del 35%, generalmente a una velocidad de 50 mm/s.
El análisis CAE (Ingeniería Asistida por Computadora) con la aplicación FEM (Método de Elementos Finitos) el cual permite comparar valores de desplazamientos con valores máximos y mínimos con el material original del elemento automotriz con la alternativa deseada.
El análisis ANOVA es una herramienta estadística que permite validar los resultados obtenidas en las diferentes etapas del proceso experimental desde la selección del material hasta su fabricación mediante la impresión 3D, utilizando diagramas de dispersión y caja de bigotes corroborando con el factor (P) con el análisis de insignificancia, lo que permite anticipar la viabilidad de la fabricación de las autopartes de los vehículos con materiales alternativos compuestos.
En la actualidad el uso de las impresoras 3D, ocupan un rol relevante en procesos de producción de múltiples industrias a nivel mundial y ha ganado espacio en el ámbito automotriz, por la facilidad de producir elementos para distintos usos, siendo lo más relevante el diseño y fabricación de embellecedores para la carrocería del vehículo; las impresoras 3D han ganado espacio entre los profesionales del diseño creando la posibilidad de reproducir y vender y comercializar sus productos, también entre las personas que no poseen conocimientos avanzados para su manipulación, generando la posibilidad de obtener objetos cuando se lo requiere por ejemplo cuando existe una discontinuidad en fabricación de una pieza mecánica.
El análisis de la macrografía permite determinar el porcentaje de adherencia de los materiales compuestos y sus diferentes alternativas de adhesión y como estos influyen en las propiedades mecánicas durante los ensayos destructivos de tracción como a flexión, según las normas ASTM, en el proceso de la caracterización y evolución de los materiales compuestos para la fabricación de repuestos y accesorios.
Conclusión
La ingeniería inversa en una de las herramientas más utilizadas en la actualidad por que se aplica para el análisis de la geometría de diferentes piezas mecánicas automotrices, mejorando de esta manera el material de la manufactura con sus respectivas propiedades mecánicas, siendo en una herramienta muy importante para el campo automotriz.
AUTORES:
Mg. Cristian Guachamín / Mg. Denis Ugeño
Docentes de la Carrera de Mecánica Automotriz
