Tesla se une con Goodyear para hacer realidad la fabricación de neumáticos con impresión 3D

La industria automovilística está en continuo cambio. Las grandes marcas destinan grandes partidas de dinero a sus áreas de I+D, lo que les permite trabajar con tecnologías más avanzadas. Ahora, esta industria está a punto de comenzar con materiales aditivos. En esta línea, grandes empresas como Goodyear o Boeing han demostrado que funciona muy bien en la fabricación a gran escala. 

En mayo, Goodyear inauguró una planta en Luxemburgo por 77 millones de dólares que se centra en la impresión 3D y puede fabricar neumáticos cuatro veces más rápido en pequeños lotes que con la producción convencional. 

La compañía está probando en los vehículos de Tesla su nueva tecnología de neumáticos sin aire impresos en 3D, según publicaCNBC. Además, también está haciendo pruebas con los robots de reparto autónomos de Starship Technologies. La realidad es que Goodyear lleva años trabajando en la mejora de las técnicas de fabricación en un centro de I+D cerca de Columbus (Ohio).

Para 2030, Goodyear tiene como objetivo sacar al mercado neumáticos sin mantenimiento y sin aire, y la impresión 3D forma parte de ese esfuerzo para la empresa líder en la fabricación de neumáticos. En la actualidad, alrededor del 2% de su producción se realiza mediante fabricación aditiva y se prevé una mayor integración en la mezcla.

"Estamos utilizando la fabricación aditiva para neumáticos de gama alta, de altísimo rendimiento, que requieren mucha más complejidad y en tamaños de lote más pequeños", afirma Chris Helsel, vicepresidente senior de operaciones globales y CTO de Goodyear. "Sigue siendo ventajoso fabricar grandes tiradas de neumáticos de forma eficiente a través de una línea de montaje normal".

Además, el directivo explica que llevan más de una década trabajando en esta tecnología. Ya en 2017 hicieron una primera prueba de neumáticos sin aire impresos en 3D en varios modelos de cortacéspedes premium de Bad Boy Mowers.

La fabricación de la tecnología en 3D comenzó en 1980. Desde que MakerBot comenzase a utilizarla hace una década ha conseguido transformar el mercado. Hoy en día, se fabrican de forma aditiva toda una serie de productos, desde piezas de avión hasta alineadores dentales y asientos de coche. Aunque proporciona ventajas competitivas y mejora tanto la cadena de suministros como la fabricación, puede que no revolucione la producción industrial en general.  

"La fabricación aditiva es todavía una tecnología muy pequeña y especializada", afirma Jörg Bromberger, director de estrategia y operaciones de McKinsey en Berlín, y autor principal del reciente informe de la consultora sobre esta tecnología industrial. "Invertir mucho en la fabricación aditiva puede tener algún beneficio, pero sigue siendo bastante limitado". Bromberger cifra la fabricación aditiva en un 2-3% del mercado de producción de 12 billones de dólares.

La consultora Wohlers Associates, especializada en la impresión 3D, espera que la fabricación aditiva crezca a un ritmo relativamente fuerte y predice que el mercado mundial alcanzará los 85.300 millones de dólares en 2031, frente a los 15.200 millones de 2021. El principal sector industrial que utiliza esta tecnología es el aeroespacial, seguido del médico/dental y el de la automoción, mientras que las aplicaciones más comunes de la impresión 3D son la fabricación de piezas de uso final y prototipos funcionales, según el Informe Wohlers 2022.   

La impresión 3D tiene ventajas y desventajas. Entre sus principales beneficios es la facilidad para diseñar en diferentes formas tridimensionales que pueden rendir más por menor coste. Otras ventajas son la eliminación de procesos de preproducción, que consumen mucho tiempo, y la fabricación de productos bajo demanda a partir de archivos digitales.

En contraposición, uno de sus principales inconvenientes son los costes de inversión. Los precios de las máquinas industriales de impresión 3D pueden variar entre 250.000 y 500.000 dólares e, incluso,  un millón de dólares para sistemas más grandes. Otro factor que juega en contra es la falta de personal cualificado para utilizar esta tecnología. 

La consolidación de proveedores podría proporcionar un servicio más completo y una compra centralizada a los fabricantes. Por ejemplo, Desktop Metal, con sede en Burlington (Massachusetts), adquirió The ExOne Company en North Huntingdon (Pensilvania) en una operación realizada en noviembre de 2021 que reunió varias soluciones de fabricación aditiva bajo un mismo paraguas.

Sin embargo, esta industria no consigue despegar en bolsa. Desktop Metal ha perdido casi el 80% de su valor desde que empezó a cotizar en 2021. Ni el avance de las tecnologías han conseguido que estas empresas despierten la simpatía de los inversores.

El constructor de motores de camiones Cummins está utilizando a Humtown, empresa que fabrica moldes con impresión 3D, como proveedor para mejorar su precisión en la fabricación de piezas de fundición. Además, ha racionalizado la producción imprimiendo piezas grandes en una sola pieza en lugar de materiales compuestos. 

"Hemos tenido mucho éxito con ello. Los volúmenes están empezando a aumentar y, aunque los precios siguen siendo un poco más elevados que los de los procesos convencionales, es mucho más preciso y hemos podido triplicar nuestra capacidad de producción", afirma Larry Lee, asesor técnico de Cummins.

"Para la industria, es definitivamente una ventaja competitiva porque puedes diseñar de manera que es impensable con la producción tradicional", señala Melissa Orme, vicepresidenta de fabricación aditiva desde 2019, un papel que atraviesa las tres unidades de negocio de la compañía que hacen aviones comerciales, satélites y sistemas de defensa. 

Según Orme, se pueden reducir los plazos de producción un 10%, la racionalización del diseño en una pieza grande para el montaje y el aumento de la durabilidad. "Ahora mismo, estamos muy avanzados en el uso de la impresión 3D para satélites", apunta. "Podría convertirse en un estándar tener piezas impresas en 3D en cada satélite".

Boeing, usuario habitual de esta tecnología desde hace varios años, también ha impreso en 3D piezas para helicópteros y asientos para la nave espacial Starliner, así como componentes para el Boeing 787, y utillaje para las alas del avión 787.      

Aun así, la adopción de esta nueva tecnología sigue planteando problemas. "Se necesita un cambio cultural para adoptarla", afirma Orme. 

"A los ingenieros se les enseña a diseñar con un riesgo reducido, y eso les lleva a la fabricación tradicional. Necesitamos más datos de producción para llegar a un nivel de comodidad en el diseño para aditivos equivalente a siete décadas de datos sobre la fabricación tradicional. Una vez que lo hagamos, podremos eliminar o reducir el riesgo de esta tecnología en evolución", añade.