CRP Technology, una empresa de servicios y materiales de fabricación aditiva, y CRP Meccanica, una empresa de mecanizado de precisión, colaboraron con el fabricante de automóviles deportivos de alto rendimiento Alpine para diseñar y fabricar el sistema de admisión y colector para el prototipo rodante Alpenglow Hy6 propulsado por hidrógeno.
La configuración de entrada inicial de Alpine combinaba piezas de polímero impresas en 3D con bridas de aluminio adheridas. Las pruebas en banco revelaron problemas de sellado causados por diferencias en la expansión térmica entre los materiales, así como por vibraciones y altas cargas de calor durante la turboalimentación. Estos factores afectaron la estabilidad de la interfaz y llevaron a Alpine a revisar la arquitectura de entrada para abordar el rendimiento del sellado bajo cargas térmicas y de vibración.
CRP Technology, empresa especializada en materiales y procesos de fabricación aditiva, propuso sustituir el conjunto híbrido por un diseño totalmente monomaterial. El sistema de admisión revisado se produjo utilizando Sinterización Láser Selectiva (SLS) y Windform SP, un termoplástico reforzado con fibra de carbono desarrollado por CRP Technology. Sólo se requirieron cambios menores de diseño para implementar la nueva configuración. El sistema final consta de tres componentes de una sola pieza: una cámara de admisión y dos tubos de admisión, cada uno con una brida integrada. La eliminación de los componentes de aluminio permitió un comportamiento uniforme del material bajo las condiciones de presión y temperatura asociadas con la turboalimentación.
Se utilizaron operaciones de posprocesamiento para cumplir con los requisitos funcionales y dimensionales. Después de la sinterización, se utilizó un alisado con vapor para optimizar las superficies internas. A continuación, CRP Meccanica, la división de fabricación del Grupo CRP, llevó a cabo el mecanizado de precisión para lograr tolerancias precisas y superficies de sellado fiables. Este flujo de trabajo híbrido aditivo-sustractivo combinó la fabricación SLS con el mecanizado CNC manteniendo una arquitectura de un solo material.
Las pruebas de validación se realizaron en un dinamómetro de motor, donde el sistema de admisión mantuvo su integridad estructural durante ciclos repetidos de hasta 5 bares de presión. Después de la validación en banco, los componentes se instalaron en el prototipo Alpenglow Hy6 y se utilizaron durante las pruebas en pista. Según las empresas involucradas, el sistema de admisión rediseñado facilitó un desarrollo más rápido dentro del programa de propulsión de hidrógeno de Alpine al eliminar las limitaciones experimentadas en la configuración híbrida anterior.
La impresión 3D se utiliza para resolver limitaciones de iteración en el desarrollo de vehículos de alto rendimiento
Programas recientes de creación de prototipos automotrices han demostrado cómo se utiliza la impresión 3D cuando los métodos de fabricación tradicionales ralentizan la iteración con limitaciones de rendimiento. Toyota utilizó componentes de fabricación aditiva en el desarrollo del bZ Time Attack Concept, un prototipo deportivo de motor eléctrico con batería. Se modelaron digitalmente e imprimieron en 3D guardabarros de tamaño completo y elementos aerodinámicos para cumplir con los desafíos de ajuste, durabilidad estructural y empaque de las plataformas de vehículos eléctricos. Los ingenieros de Toyota utilizaron este enfoque para iterar componentes de carrocería y aeronaves dentro de una ventana de desarrollo ajustada, evitando demoras en las herramientas mientras probaban diseños directamente en un vehículo en funcionamiento.
Se informó de un flujo de trabajo similar impulsado por restricciones durante el programa de pruebas del Mustang GTD 2025 en Nürburgring de Ford. Los ingenieros produjeron y evaluaron componentes aerodinámicos impresos en 3D en el sitio para refinar las características de carga aerodinámica durante las pruebas en pista activa. Se realizaron varias iteraciones de diseño en un corto período de tiempo, lo que permitió validar las mejoras de rendimiento antes de pegar los componentes finales al vehículo. Ford confirmó que este rápido proceso de iteración era necesario para alcanzar los objetivos aerodinámicos dentro de pruebas limitadas, lo que demuestra cómo la fabricación aditiva puede eliminar los retrasos en las iteraciones cuando los márgenes de rendimiento son ajustados y los períodos de prueba son limitados.
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La foto presentada muestra el prototipo de hidrógeno Alpine Alpenglow Hy6. Foto de : Alpine.
