Alstom

Nombre de la empresa: Alstom
Producto: soportes
Sector: ferrocarril / transporte
Servicio: impresión 3D

El Railway Challenge

Creado por el departamento ferroviario de la Institution of Mechanical Engineers (IMechE) en 2012, el IMechE Railway Challenge ofrece a estudiantes, alumnos en prácticas y licenciados la oportunidad de mostrar sus habilidades técnicas, experiencia, conocimientos y perspicacia empresarial. Se pide a los participantes que diseñen y construyan una locomotora en miniatura (ancho de vía 10¼”), teniendo que cumplir una serie de requisitos de vía y presentación.

Alstom participó en el Railway Challenge en 2017, presentando a su candidata en la Stapleford Miniature Railway de Leicestershire a finales de junio de este año. A pesar de tratarse de una «miniatura», las exigencias del concurso distan mucho de ser pequeñas.  Conscientes de la complejidad de la tarea, el equipo de ingenieros graduados de Alstom empezó a trabajar en su candidata ya en 2015. Durante un periodo de casi dos años, licenciados en ingeniería y alumnos en prácticas trabajaron con esmero en el diseño de la locomotora, compaginándolo con sus tareas y prácticas diarias.  Con el fin de terminar el diseño de su locomotora, el equipo contrató el soporte de Protolabs, proveedor autorizado de Alstom.    

Retos, soluciones

Uno de los retos de la fabricación de un componente excepcional es mantener los costes lo más bajos posible y siempre dentro de las limitaciones presupuestarias.

Para el diseño de su locomotora, el equipo tuvo que encontrar un método de fabricación de dos soportes empotrados que sostuvieran el botón de parada de emergencia de la locomotora. El diseño del tren exigía que los soportes encajasen un orificio de 66 mm del panel de la carrocería, con el fin de poder atornillarlos.

Cillian Lynch, miembro del equipo encargado del diseño del montaje, propuso imprimir las piezas en 3D. «La impresión 3D parecía la solución lógica ya que no podíamos justificar los costes de un molde para moldeo por inyección o del conformado en frío para un volumen de pedido tan pequeño. Estos métodos de fabricación exigirían hacer un molde caro. Además, el diseño requeriría un troquel de acero y prensado hidráulico, proceso muy específico que resulta caro y solo es viable para producciones en serie. Como alternativa, si no existiese la impresión 3D, las opciones más viables serían la soldadura o el mecanizado, aunque consumirían mucho más tiempo y recursos.

Luz verde de Protolabs

Cillian y sus compañeros presentaron su propuesta de proyecto de impresión 3D a Protolabs y se mostraron satisfechos de recibir una respuesta favorable en términos de fabricación y financiación (Protolabs patrocinó algunas de las piezas producidas). El apoyo de la considerable experiencia de Protolabs en creación rápida de prototipos demostró ser inestimable en términos de orientación para la fabricación del diseño de su locomotora.

«Como parte de nuestro proyecto, nos pareció importante mostrar nuevos métodos de fabricación rentables que el sector ferroviario puede utilizar para ser más competitivo. De cara al futuro, creemos que la tecnología de impresión 3D va a estar cada vez más presente en la fabricación, reparación y mejora ferroviarias», afirmó Cillian.

La experiencia

Con el fin de asegurarse de que los archivos CAD de su pieza se ajustaran a su propósito, el equipo de Railway Challenge aprovechó al máximo el feedback automatizado gratuito de Protolabs. La posibilidad de presentar archivos CAD electrónicamente, recibir un presupuesto rápido y realizar el pedido en línea, todo ello en un proceso ininterrumpido, facilitó mucho la solicitud de las piezas a Cillian y sus compañeros.

«Nos impresionaron mucho las herramientas web de Protolabs. No hubo necesidad de enviar montones de correos electrónicos, órdenes de compra y papeleo engorroso, todo ello arriesgándonos a sufrir malentendidos y retrasos. En nuestro caso, solo tuvimos que revisar el diseño una vez (en concreto, estrechamos el soporte para dejar más espacio libre para el montaje y el funcionamiento). Después de eso, le dimos el visto bueno y la orden a Protolabs para fabricarlo, todo ello en línea».            

Reunirlo todo

Alstom recibió sus piezas solo tres semanas después de realizar el pedido; sus piezas de metalistería fabricadas por otros proveedores hubieran tardado mucho más. Tras una comprobación inicial con un calibrador Vernier para confirmar que la pieza tenía las medidas correctas, no fue necesario realizar ningún ensayo de estrés para piezas no estructurales, con lo que los soportes «quedaron listos a la primera».

Resultados

Puesto a prueba durante el concurso, Alstom quedó satisfecho de que su candidata lograra el primer puesto en el reto comercial, el cuarto puesto en diseño y el octavo en la clasificación general. Para ser su primera competición con 12 equipos fue un buen resultado, especialmente porque algunos equipos habían mejorado su propuesta cada año desde 2012.   

¿Y ahora qué?

Espoleados por el buen resultado de la competición, Cillian y sus compañeros de equipo planean volver a participar en 2018. Dado que las normas del concurso Challenge evolucionan cada año, las locomotoras participantes tendrán que hacerlo también para cumplir las especificaciones del concurso IMechE, que se actualizan anualmente. Cillian destaca: «Es probable que hagamos un mayor uso de piezas impresas en 3D para el concurso del año que viene».

«De hecho, la impresión 3D ofrece a los diseñadores una enorme libertad en comparación con las limitaciones de fabricación tradicionales, convirtiendo en posible lo imposible. Aprendimos mucho en la colaboración con Protolabs, todo el mundo fue muy servicial y estamos muy agradecidos por el apoyo recibido para hacer realidad nuestro proyecto», concluyó Cillian.