James Bakewell informa sobre el uso creciente de piezas de producción aditiva en BMW tanto para la personalización de vehículos como para las aplicaciones de personalización y producción en serie
En 2006, cuando Dominik Rietzel finalizaba su tesis en la universidad su profesor le pregunto si quería realizar un doctorado en moldeo por inyección. Rietzel se sintió alagado pero respondió que creía que el futuro de la producción en masa se encontraba en la tecnología conocida entonces como prototipado rápido o producción aditiva. Su profesor sugirió que si quería trabajar en ese sentido tal vez debería “visitar a un médico”.
El sitio web del programa Mini Yours Customised permite al comprador personalizar dos productos de producción aditiva: un salpicadero lateral y una placa decorativa en el panel de mandos en el lado del pasajero. El programa se beneficia de las ventajas inherentes de la producción aditiva. Mediante un configurador online el comprador puede seleccionar el color, cambiar el patrón y añadir palabras y un icono a estos componentes, luego estos se imprimen y se envían directamente en tan solo unas semanas a partir del pedido.
Personalización de vehículos con producción aditivaPoco después de llegar a BMW, Rietzel afirma que él y su equipo buscaban aplicaciones revolucionarias para la producción aditiva dentro del grupo BMW y pronto concluyeron que la personalización era la clave. La decisión del grupo es lógica, la personalización de vehículos ya era un negocio lucrativo. Por ejemplo, desde que la agencia británica DVLA de licencias automotrices permitió las matriculas personalizadas, se han vendido más de 4.5m y se han recaudado £2,300 millones. Más recientemente Nissan informó sobre el auge en las solicitudes de personalización del modelo Micra. Aproximadamente el 22% de los compradores de Micra seleccionan modificar el exterior de sus vehículos y destinan una media de €400 ($455) en los denominados paquetes de personalización.
Sin embargo era limitado el número de variables con las que el cliente puede jugar. Rietzel consideró que con la producción aditiva los clientes de BMW tendrían una mayor libertad de expresión. Comenta: “Nos preguntamos a nosotros mismos, ¿qué pasaría si pudieras utilizar la producción aditiva para crear tus propias ediciones especiales?”
De entre toda la gama de BMW, Mini parecía la opción más adecuada. La marca tiene un gran número de seguidores de culto y es muy popular entre la gente joven, lo que significa que hay un gran margen de experimentación en comparación con otras marcas más conservadoras de BMW.
Los primeros bocetos se diseñaron en 2013 y en 2015 se realizaron ensayos de campo de producción aditiva para DriveNow, la plataforma de autos compartidos de BMW. En este ensayo se produjeron matrículas para 100 autos Mini utilizando la tecnología CLIP de Carbon. La respuesta al ensayo fue positiva y en abril de 2016 Rietzel recibió la autorización para probar la nueva tecnología a gran escala. Sin embargo había una condición, debía comenzar la producción en enero de 2018: “Volví a hablar con el equipo y les dije que tendríamos que trabajar mucho en el próximo año y medio”. El primer paso era diseñar los productos con un equipo de diseño. Una vez establecidos los diseños, Rietzel afirma que tuvo que “crear seguidores” en todos los demás departamentos, como IT, posventa, investigación de materiales y marketing, para que se involucraran en la introducción del producto al mercado.
Construcción aditiva de gran calidadRietzel y su equipo tuvieron que seleccionar procesos capaces de producir piezas según los estándares precisos de BMW. Por ejemplo, la placa decorativa para el panel de mandos debía contar con tolerancias muy estrictas. Debía permitir al cliente colocarla el mismo, Rietzel insistió en que la instalación de estos componentes no requiriera ir al concesionario. Adicionalmente, debía permanecer intacta en caso de accidente para no poner en peligro a los pasajeros.
Las piezas se producen en AMC utilizando varios tipos de producción aditiva: CLIP de Carbon Multi-Jet Fusion de HP y la tecnología de EOS de Sinterizado selectivo por láser (SLS).
BMW lleva mucho tiempo asociada a HP y EOS y en septiembre de 2016 invirtió en Carbon. Carbon asegura que la tecnología CLIP permite crear superficies de gran calidad de manera más rápida que con métodos convencionales.
En este proceso se proyecta luz a través de una ventana permeable al oxigene a una resina curada con luces ultravioleta. A medida que se proyecta la secuencia de rayos ultravioleta la pieza se va solidificando y se eleva la plataforma. El núcleo del proceso CLIP es la zona muerta, una fina interfaz líquida de resina sin curar entre la ventana y las secciones impresas de la pieza. La luz atraviesa la zona muerta y así cura la resina por encima para crear una pieza sólida. La resina fluye por debajo de la parte curada a medida que progresa la impresión, por lo que manteniente la interfaz líquida continua que da nombre al proceso. Una vez impresa la pieza se hornea en un horno de circulación forzada donde el calor produce una segunda reacción química que fortalece los materiales.
Las piezas se pintan luego a mano en BMW con un sistema especialmente diseñado de dos capas de ofrece el acabado de superficie que exige la marca.
Después de que Rietzel y su equipo realizan la aprobación final de la piezas, necesitan un sistema de producción. Tuvieron que desarrollar un configurador que guía al cliente en el proceso de diseño y también tuvieron que garantizar que los textos no incumplieran leyes de copyright o de obscenidad, por lo que implementaron una lista negra de palabras y términos que no se podían utilizar en las piezas. Cuentan también con un sistema de revisión manual para los casos más complejos.
Una vez que el cliente haya diseñado la pieza, el pedido llega a un sistema de planificación de recursos de empresa (ERP) y en paralelo a un sistema de ejecución de producción montado en una plataforma interna de BMW desarrollada en 2011 para la producción de prototipos. Rietzel afirma: “Fue un reto complicado, ya que no había ningún proveedor de servicios que pudiera hacerlo por nosotros. Los archivos llegan al sistema y se disponen automáticamente con una máquina donde se producen, luego llegan al taller de pintura antes de embalarlos y enviarlos al cliente”.
Hay varios controles de calidad durante el proceso. Cada pieza tiene un código de identificación exclusivo que se puede leer con la cámara que supervisa el sistema y proporciona datos de producción que permiten identificar y resolver rápidamente cualquier problema.
Rietzel no pudo comentar sobre las cifras de producción, por lo que no podemos evaluar el éxito de Mini Yours Customised. La respuesta de los clientes es extremadamente positiva y la experiencia acumulada con el programa no tiene precio. Rietzel asegura: “BMW no realiza exposiciones. Queremos prepararnos para la producción aditiva allí donde sea necesaria y pueda ayudarnos”. Es probable que se realicen más aplicaciones de la producción aditiva, teniendo en cuenta que el grupo BMW tomo la decisión de invertir más de €10m en un nuevo Campus de Producción Aditiva. El centro se encuentra en Oberschleissheim, al norte de Múnich, y las instalaciones de 6,000 metros cuadrados acomodan hasta 80 empleados y más de 30 sistemas industriales para metales y plástico. Se prevé que esté a pleno rendimiento a principios de 2019. Rietzel concluye diciendo que Mini Yours Customised tan solo es el punto de partida: “queremos hacer muchas más cosas”.
La producción aditiva es todavía muy reciente en su aplicación, pero BMW comenzó muy pronto y en la última década la empresa imprimió más de 1 millón de piezas para producción en serie. Tan solo este año la marca planea imprimir 200,000 componentes, un aumento del 43% respecto a 2017.
En las aplicaciones en serie, la impresión se utiliza para producir componentes que no resultan eficientes con otros procesos, antes de su uso en Mini Yours Customised la tecnología se utilizaba en vehículos de gama alta. Por ejemplo, los soportes de plástico para las luces de emergencia, botones de cierre centralizado, frenos electrónicos y zócalos para el Rolls-Royce Phantom se producen mediante impresión desde 2012.
El modelo i8 Roadster cuenta con dos piezas impresas. De hecho, en este deportivo híbrido se instaló la pieza un millón impresa por BMW que fue un raíl de ventana, la parte de la puerta que permite elevar la ventana suavemente. El raíl se desarrolló en tan solo cinco días y se integró rápidamente en la producción en serie de la planta de la marca en Leipzig. El componente se produce con la tecnología Multi Jet Fusion de HP con capacidad de producir 100 raíles de ventana en 24 horas.
La primera pieza impresa en el i8 Roadster fue una fijación para la capota. La pieza es de una aleación de aluminio, el componente metálico pesa un 44% menos que la pieza de plástico moldeado por inyección que se utilizaba anteriormente y es 10 veces más resistente.
El grupo BMW espera que con el tiempo sea posible producir componentes directamente donde vayan a ensamblarse. El director del Centro de Producción Aditiva, Jens Ertel, comentó: “Ya utilizamos la producción aditiva para producir prototipos en planta en Spartanburg, Shenyang y Rayong. En el futuro seguiremos con la integración en estructuras de producción locales para permitir la producción de series limitadas, ediciones regionales y componentes personalizados, siempre que resulten rentables”.
