ArcelorMittal dispone de un centro de innovación tecnológica orientado al desarrollo de varias tecnologías punteras: impresión 3D, inteligencia artificial, nanotecnología y energía verde. La Universidad Nebrija integra las técnicas de inteligencia artificial y modelos generativos -diseño inteligente o diseño generativo- para conseguir desarrollar productos que contribuyan a que ArcelorMittal aporte valor al mundo del automóvil. La relación entre ambas empresas comenzó hace unos años, con el desarrollo de un chasis de moto completamente impreso en 3D donde se demostró que el acero podía ofrecer una solución más ligera que el aluminio (25 % de reducción en peso para esta pieza). Este fue el punto de partida de colaboración entre ambas entidades con el objetivo a largo plazo de introducir cada vez más componentes impresos en el mundo de la automoción y consolidar esta tecnología.
El Rally Dakar es la competición más exigente a nivel mecánico que existe en el mundo del automóvil y, por tanto, representa uno de los mejores escenarios para poner en práctica el uso de tecnologías disruptivas, como la impresión 3D. La Universidad Nebrija llegó a un acuerdo con la marca Sodicars, fabricante de vehículos y estructura deportiva con más de 11 años de experiencia en la competición y en el mundo del Motorsport. El acuerdo se centra especialmente en el rediseño y las mejoras tecnológicas que se aplicarán en el vehículo BV2 de la marca Sodicars. La Universidad Nebrija lidera la parte de desarrollo tecnológico y gestión técnica del proyecto con un equipo formado por estudiantes de grado y máster de la Politécnica Nebrija. Manolo Plaza, con más de 14 participaciones como piloto en esta competición, y Mónica Plaza –padre e hija– han sido los encargados de pilotar el vehículo mejorado durante la competición.
En este contexto de reto tecnológico, desde la Universidad Nebrija y ArcelorMittal se pusieron las bases y los recursos necesarios para conseguir que el uso de la impresión 3D para el desarrollo de algún componente del coche fuese una realidad. La colaboración se centró en el desarrollo de las piezas encargadas del anclaje de los direccionadores laterales del coche. Se trata de piezas con una función estructural secundaria, pero, por la posición en que se encuentran en el coche, están muy expuestas a recibir diversos golpes y pequeñas colisiones con piedras. Además, al encontrarse en uno de los principales canales de flujo aerodinámico del coche, era muy importante que la pieza final contase con una reducida área resistente. Estos requisitos condicionaban el diseño de la pieza en cuanto a su espacio de diseño. Desde ArcelorMittal se puso en práctica toda su tecnología en diseño, así como su know-how en las tecnologías de impresión 3D para desarrollar una pieza ligera y que cumpliese con los condicionantes aerodinámicos mencionados. El resultado es una pieza de apenas 800 gramos de peso – un 20% de reducción respecto al límite establecido –, con una forma muy orgánica que conecta el cajón lateral del coche con el direccionador de flujo inferior.
La pieza ha sido impresa en las instalaciones del Centro de I+D+i de Avilés y en su creación han participado los ingenieros especializados en diseño, análisis computacional y proceso de fabricación. La tecnología empleada ha sido la de fusión por láser en cama de polvo -LPBF- debido a la geometría y a las necesidades de resolución. El equipo de I+D+i empleó para su fabricación una aleación de acero grado 17-4PH a la que posteriormente se le aplicó un tratamiento térmico.
Para el proceso de diseño se tuvieron en cuenta las posiciones de amarre al vehículo, las necesidades aerodinámicas y la simulación de fuerzas recibidas para optimizar el espacio de diseño. El trabajo en conjunto de los diferentes equipos de I+D+i permitió que el tiempo desde que se recibió el caso de estudio hasta tener impresas las piezas finales no superasen tres semanas. Tener ciclos cortos de desarrollo y producción de nuevas piezas supone una ventaja competitiva que permite poder adaptarse a los cambios y a las necesidades de la aplicación como en este caso vehículos de motor para competición.
Formación en proyectos reales
El proyecto Nebrija to Dakar nace con el objetivo de llevar este reto deportivo a una vertiente formativa y tecnológica. Se concibe como un proyecto universitario real en el que los alumnos son los protagonistas y el pilar fundamental en el rediseño y mejora tecnológica de un coche para el Rally Dakar 2023. De esta manera, Nebrija to Dakar pretende contribuir al desarrollo profesional y personal de los estudiantes, y poner en práctica la filosofía Learning by doing (aprender haciendo) como formato académico para preparar a los profesionales del futuro de la automoción. En este contexto, la alianza con ArcelorMittal ha permitido acercar la tecnología de impresión 3D a los estudiantes, y abrir un abanico de posibilidades en el diseño de los nuevos componentes previstos para el coche.
Para Sergio Corbera, director del Área del Automóvil y Mecánica de la Universidad Nebrija, “Nebrija to Dakar es un proyecto a largo plazo que se extiende más allá del Rally Dakar 2023. Existe una hoja de ruta muy bien definida para los próximos años en los que la alianza con ArcelorMittal y la integración de la tecnología de impresión 3D en más componentes del vehículo será uno de los pilares fundamentales.”
Daniel Vázquez y Sandra García, investigadores en el área de diseño en ArcelorMittal Global R&D, afirmaron: “El proceso de diseño de piezas para impresión 3D es siempre un nuevo reto para el que necesitamos la experiencia en la tecnología y el conocimiento del comportamiento del material. El proyecto Nebrija to Dakar significa una nueva oportunidad para contribuir a incorporar todo el conocimiento desarrollado por nuestro equipo en nuevas herramientas de diseño digital para explorar, desarrollar y explotar plenamente variedad de soluciones únicas y no convencionales.
Nicolás de Abajo, Head of ArcelorMittal Research Centers, considera: “La fabricación aditiva seguirá teniendo un gran papel en el futuro de la movilidad. El acero continuará reinventándose para adaptarse a un contexto cambiante en el que las nuevas composiciones, la tecnología y la digitalización crearán nuevas oportunidades de desarrollo”.
Podéis ver el vídeo resumen del paso de Nebrija por el Rally Dakar en este video.
