Una nueva era en la fabricación de automóviles: las sinergias de la fundición a presión y la AM: Ideas de Wes Byleveld de Exco Engineering
La intersección de tradición e innovación es donde se produce la verdadera transformación, y Exco Engineering es un testimonio de ello.
03 DICIEMBRE 2024 | Tiempo de lectura: 5 min
En un reciente episodio del podcast Additive Snack, el presentador Fabian Alefeld se sentó con Wes Byleveld, Director de Fabricación Aditiva de Exco Engineering, para explorar cómo la fabricación aditiva (AM) está remodelando la fundición a alta presión.
Con más de dos décadas de experiencia, Wes compartió los retos, avances y posibilidades futuras de integrar la AM en una industria conocida por sus exigentes requisitos.
Evolución de Exco Engineering: La tradición se une a la innovación
Fundada en la década de 1950, Exco Engineering se forjó una reputación como líder en fundición a alta presión, centrándose en la precisión y la durabilidad. Sin embargo, a medida que se intensificaba la competencia de los mercados mundiales de bajo coste, Exco reconoció la necesidad de adoptar estrategias con visión de futuro para mantener su ventaja.
Bajo la dirección de Wes Byleveld, Exco empezó a explorar la AM como forma de superar las limitaciones de los métodos convencionales de mecanizado. La adopción temprana de la AM por parte de la empresa no estuvo exenta de desafíos, pero Exco ha mejorado su capacidad para suministrar componentes complejos y de alto rendimiento, manteniendo al mismo tiempo los elevados estándares que se esperan en el sector de la automoción.
Wes explicó en el podcast que la decisión de Exco de invertir en AM se debió a una necesidad:
"El sector de la fundición a presión es increíblemente competitivo. Para mantenernos en cabeza, necesitábamos mirar más allá de los métodos tradicionales y centrarnos en la innovación. La fabricación aditiva se convirtió en una opción natural para abordar retos como las geometrías complejas y las tolerancias más ajustadas."
El papel de la AM en la fundición a alta presión
En esencia, la fundición a alta presión es un proceso de precisión y resistencia. El metal fundido se inyecta en un molde bajo una inmensa presión, lo que da lugar a componentes que deben cumplir estrictos requisitos de resistencia y fiabilidad. Sin embargo, los métodos de fabricación tradicionales pueden quedarse cortos ante geometrías cada vez más complejas, condiciones térmicas exigentes y la necesidad de ciclos de producción más rápidos.
La AM ofrece una solución a estos retos al mejorar el proceso de fundición a presión con una libertad de diseño y una funcionalidad sin precedentes. Exco Engineering, bajo la dirección de Wes Byleveld, utiliza la AM para producir insertos especializados, componentes críticos dentro de los moldes que experimentan el mayor desgaste y estrés térmico. Estos insertos suelen incorporar canales de refrigeración conformados, diseñados a medida para optimizar la disipación del calor. A diferencia de los canales de refrigeración taladrados convencionales, los canales conformados siguen el contorno de la pieza, lo que permite una refrigeración más rápida y reduce defectos como la porosidad y la soldadura de la matriz.
"Empezamos probando insertos en áreas de producción especialmente difíciles, donde los métodos tradicionales tenían dificultades para cumplir los estándares de rendimiento", explicó Wes. "Los resultados fueron claros: los aditivos no solo podían igualar los métodos convencionales, sino superarlos en determinadas aplicaciones".
Wes también destaca las mejoras cuantificables en rendimiento y consistencia, especialmente en aplicaciones complejas como bloques de motor y cajas de transmisión. Para conocer en profundidad el uso que hace Exco de la AM en el utillaje de automoción, este estudio de caso ofrece una visión convincente de su proceso.
Retos de la combinación de AM y fundición inyectada
Aunque las ventajas de la AM en la fundición a alta presión son evidentes, el camino hacia la plena integración no está exento de obstáculos.
Uno de los principales obstáculos es el coste. Los gastos iniciales de la AM -desde la inversión en maquinaria hasta el mayor precio de materiales como el acero martensítico- pueden disuadir a los fabricantes acostumbrados a los métodos tradicionales. Como señala Wes, para convencer a las partes interesadas suele ser necesario demostrar la rentabilidad de la inversión a largo plazo. "Es fácil centrarse en el coste inicial de un inserto de AM, pero cuando se calcula la reducción de piezas desechadas, tiempos de inactividad y mantenimiento, el valor es innegable", explica.
Otro reto importante consiste en vencer la resistencia del sector al cambio, sobre todo en regiones donde predominan las prácticas tradicionales. En Europa, por ejemplo, siguen prevaleciendo las especificaciones más antiguas para materiales de troqueles como H11 y H13, a pesar de los avances en materiales imprimibles con propiedades comparables o superiores. Cambiar normas tan arraigadas requiere una amplia formación y estudios de casos de éxito para generar confianza y aceptación.
Además, la adopción de la AM requiere un profundo conocimiento tanto de la tecnología como de sus aplicaciones. Esto incluye optimizar el tiempo de funcionamiento de las máquinas, gestionar las cadenas de suministro de polvo y abordar las complejidades técnicas de la integración de componentes de AM con piezas fabricadas convencionalmente. Exco ha superado estos retos gracias a una cuidadosa planificación, a su experiencia interna y a una estrecha colaboración con sus clientes.
A pesar de estos obstáculos, Wes sigue siendo optimista: "Cada reto es una oportunidad de crecimiento. A medida que la tecnología avance y los costes disminuyan, creo que veremos una adopción aún más amplia en todo el sector de la fundición a presión."
Más allá de los insertos: Otras aplicaciones de la AM en la fundición a presión
Aunque los insertos de refrigeración conformados son una aplicación emblemática de la AM en la fundición a alta presión, Exco Engineering ha encontrado otras formas innovadoras de aprovechar la tecnología. Uno de estos avances es la creación de colectores personalizados para agilizar la gestión de la línea de flotación.
En las instalaciones tradicionales de fundición a presión, los moldes pueden contener cientos de líneas de agua individuales, cada una de las cuales requiere múltiples accesorios y mangueras. Estos componentes no sólo complican el montaje, sino que también aumentan la posibilidad de fugas, un riesgo inaceptable en moldes que pueden pesar varios cientos de miles de kilos y cuya sustitución puede llevar días. Para solucionar este problema, Exco utiliza AM para diseñar colectores compactos e integrados que combinan varias líneas de agua en un único sistema. Esto reduce significativamente el número de puntos de fuga, aumenta la fiabilidad y simplifica el mantenimiento.
El futuro de la AM en la fundición a presión
A medida que la AM se integra en los flujos de trabajo de fundición a alta presión, su potencial para revolucionar el sector sigue creciendo. Wes Byleveld prevé un futuro en el que la AM desempeñará un papel aún más destacado, impulsada por los avances tecnológicos y la evolución de las demandas del sector.
Una perspectiva interesante es el desarrollo de plataformas de construcción más grandes y sistemas láser más potentes, que podrían permitir la producción de moldes enteros o componentes mucho más grandes. Esto reduciría la dependencia de los procesos tradicionales de mecanizado y montaje, agilizando las operaciones y acortando los plazos de entrega. "La idea de moldes totalmente fabricados de forma aditiva puede parecer lejana, pero al ritmo actual de innovación, podría hacerse realidad en una década", pronostica Wes.
La ciencia de los materiales es otro campo abonado a los avances. La introducción de nuevos materiales imprimibles con propiedades mejoradas, como una mayor resistencia al desgaste o una mejor conductividad térmica, podría resolver algunas de las limitaciones actuales de la AM en la fundición a presión. Wes también destacó el potencial de la inteligencia artificial para acelerar el desarrollo de materiales y los procesos de simulación, permitiendo a los fabricantes identificar soluciones óptimas con mayor rapidez y precisión.
Para Wes, el futuro de la AM en la fundición a presión es a la vez desafiante y emocionante. "Sólo estamos arañando la superficie de lo que es posible", afirma. "Los próximos años traerán innovaciones que no solo mejorarán los procesos, sino que redefinirán nuestra concepción de la fabricación en su conjunto".
A través de las ideas compartidas por Wes Byleveld en el podcast Additive Snack Podcast, vemos cómo una mezcla de experiencia tradicional y tecnología de vanguardia puede hacer frente a retos de larga data, al tiempo que abre la puerta a nuevas oportunidades. A medida que siguen evolucionando los materiales, las capacidades de las máquinas y la automatización del diseño, el futuro de la AM en la fundición a presión parece cada vez más prometedor.
Para los fabricantes que quieren seguir siendo competitivos en un mercado exigente, el mensaje es claro: explorar la AM no es sólo mantenerse al día, sino marcar el camino.
Escuchar y saber más
Profundice en este fascinante debate escuchando el episodio completo de Additive Snack Podcast. Obtenga información de primera mano de expertos del sector como Wes Byleveld y descubra cómo la AM está revolucionando los procesos de fabricación en todos los sectores.
Explore la trayectoria profesional de Wes Byleveld en LinkedIn y obtenga más información sobre el innovador trabajo de Exco Engineering en fabricación aditiva.
