Formar a quienes han de trabajar en el mantenimiento de tecnología
militar avanzada se convierte a menudo en todo un reto a múltiples niveles, ya
que dada la naturaleza de su aplicación, los usuarios deben adquirir
conocimiento preciso acerca de todos los componentes a reparar: Localización,
aspecto, impresión tactil, montaje, desmontaje, etc.
El asunto podría parecer pueril, mas cuando pensamos que se trata de
sistemas y componentes ubicados normalmente dentro de grandes sistemas como por
ejemplo un cazabombardero, el reto se ve más claro: No se puede experimentar
con un equipo que puede necesitarse en el momento menos pensado.
Para
solucionar esa dificultad, el Departamento de Formación Técnica de la Sheppard Air Force Base (Wichita Falls,
Texas) concibió hace tiempo un plan alternativo: Replicar en plástico ciertos
componentes mediante ingeniería inversa, evitando así el tener que recurrir al
uso de componentes reales.
En función de cada necesidad y circunstancia, los dispositivos
empleados para el entrenamiento serán productos originales en unos casos, y en
otros casos réplicas de los mismos creadas mediante fabricación digital directa
en cualquiera de las cuatro máquinas FDM con que cuenta el departamento de
formación.
Entre
esas réplicas puede encontrarse de todo: Piezas de armamento y munición, módulos
de aviónica, bombas de fuel, dispositivos médicos, sistemas de climatización o
de telecomunicaciones, y un largo etcétera.
El hecho
de que las piezas reproducidas estén fabricadas en materiales tan ligeros como el ABS o el PC no
constituye en modo alguno un problema, pues en el caso de que la pieza deba
simular el peso de la pieza original, se
recurre a la inserción de una pieza metálica en su interior, a fin de que el
técnico de mantenimiento experimente la misma sensación que experimentará en un
caso real.
El Problema
Antes de incorporar la fabricación digital directa
a sus procesos, el Departamento de Formación usaba métodos de fabricación
convencional para realizar réplicas de algunos productos. El problema residía
en el tiempo y coste de fabricación, pues en función de cada pieza se hacía
necesario recurrir a un proceso concreto (corte, doblado, mecanizado, soldadura,
etc.) lo cual, considerando el reducido numero de unidades a fabricar,
encarecía y ralentizaba los proyectos hasta agotar y sobrepasar en muchos casos
el tiempo y presupuesto disponible.
La Solución
Ante ese panorama, el Departamento de Formación Técnica
estuvo considerando las ventajas e inconvenientes de todas las tecnologías de
fabricación directa disponibles en el mercado, y decidió que su solución estaba
en la tecnología FDM: En palabras de Mitchell Weatherly, Director del Departamento,
“Con la tecnología
FDM las piezas obtenidas ofrecen altos niveles de resistencia y funcionalidad,
y su producción apenas requiere intervención manual”.
Reducción de tiempos y costes
Dada la creciente tendencia del Pentágono hacia la
utilización cada vez más frecuente de sistemas no tripulados, uno de los
encargos principales que el Departamento recibió fue el de replicar numerosas
piezas y componentes de un conocido avión no tripulado, con el fin de ser
utilizadas por los técnicos en las clases prácticas de mantenimiento. A tal
efecto, se construyeron mediante FDM una gran variedad de componentes internos
y externos, tales como la mayoría de los componentes del fuselaje así como
varios carenados, hélices y antenas. En suma,
se trataba de reproducir en plástico ciertos componentes clave de un UAV
armado, al menor coste posible y en un tiempo record. Y aquí es donde la
tecnología FDM demostró su rentabilidad: Fabricarlos mediante FDM requirió tan
sólo una décima parte del tiempo que habría requerido en caso de optar por los
métodos de fabricación tradicional.
Este
impresionante ahorro de tiempo supuso para el Departamento un ahorro de costes
más que sustancioso pues, en palabras de Weatherly, “Para la adquisición de nuestra primera
máquina FDM nosotros contemplábamos un ROI
de 4 años, pero lo cierto es que fuimos capaces de retornar la inversión
en tan solo 18 meses. En cuanto a nuestra segunda máquina, conseguimos retornar
la inversión en tan sólo 9 meses. En definitiva: Desde que en 2004 compramos la
primera de nuestras cuatro máquinas FDM, hemos conseguido ahorrar mediante el
uso de esta tecnología más de 3,8 millones de dólares hasta la fecha, y
estimamos que podremos conseguir unos ahorros en torno a 15 millones en un
plazo de 10 a 15 años.”
“Last year, we created our first manufacturing innovation institute in Youngstown, Ohio. A once-shuttered warehouse is now a state-of-the art lab where new workers are mastering the 3D printing that has the potential to revolutionize the way we make almost everything. There’s no reason this can’t happen in other towns. So tonight, I’m announcing the launch of three more of these manufacturing hubs, where businesses will partner with the Departments of Defense and Energy to turn regions left behind by globalization into global centers of high-tech jobs. And I ask this Congress to help create a network of fifteen of these hubs and guarantee that the next revolution in manufacturing is Made in America. If we want to make the best products, we also have to invest in the best ideas.” (Read more)
En lugar de ensamblar sus Urbees en una línea de ensamblaje tradicional, Kor tiene muy claro que sus coches deben ser fabricados mediante fabricación digital directa en grandes impresoras 3D, ya que es el único modo de crear objetos imposibles de crear mediante las técnicas de fabricación convencional: En lugar de usar planchas metálicas de espesor uniforme, crea estructuras complejas cuyo espesor interno varía en cada punto según se necesite mayor o menor resistencia, lo cual aligera el peso de la pieza y en suma del vehículo. 
En palabras de Jim Kor, "El proceso FDM ofrece la posibilidad de poner en cada pieza de mi coche la cantidad exacta de material en el sitio exacto.". Pero no acaban ahí sus ventajas: La capacidad de la impresión 3D permitieron a Jim Kor rediseñar de manera radical el vehículo incorporando estructuras verdaderamente complejas concebidas para ahorrar espacio y peso. Sin ir más lejos, el parachoques frontal parece un parachoques convencional. Sin embargo, fue diseñado para aprovechar su interior a fin de contener cables y conducciones para el panel de mandos y el resto del vehículo.
Esa capacidad de imprimir un frontal dotado de conductos prefabricados permitió a Kor ensamblar el parabrisas y el salpicadero directamente al frontal, consiguiendo así una aerodinámica más eficiente que la de un Toyota Prius. Pero más allá de la aerodinámica existe otra ventaja adicional: La reducción de piezas. Como dice Kor, "Coge un coche, despiézalo, y obtendrás miles de piezas. Despieza ahora un Urbee, y obtendrás 50 piezas como mucho. La tecnología de impresión 3D está evolucionando hacia su abaratamiento, y podríamos encontrarnos en pocos años con que imprimir esas 50 piezas pueda ser más barato y rápido que fabricar miles de piezas para un vehículo convencional y ensamblarlas posteriormente."
Kor, a través de su empresa Kor EcoLogic, pretende fabricar sólo un coche... de momento: En cuanto el coche esté listo, él junto con su socio iniciarán un viaje cruzando los Estados Unidos desde San Francisco hasta New York City.
La idea es no sólo testimoniar que el coche lo puede hacer, sino que lo puede hacer consumiendo tan sólo 10 galones (37,85 litros) de etanol puro, circulando a una velocidad punta de 70 mph (112 km/h).
Si bien el coche todavía no está a la venta y no tiene precio, Kor ha recibido ya 14 pedidos unitarios, que podrían empezar a ver la luz más bien pronto que tarde.
