Ingeniería inversa con Artec Eva para piezas súper resistentes y de alto rendimiento

20/02/2020

Por Matthew McMillion

Sergey Karyakin pisa el acelerador y su coche acelera de 0 a 100 en 4,4 segundos. Su equipo, SNAG Racing compite en carreras por los desiertos de Marruecos, Chile y Perú, por las montañas de Bolivia y por las extensas estepas de Rusia y Mongolia. Sus coches diseñados a medida experimentan condiciones brutales en todas las altitudes y rangos de temperatura.

Uno de los coches de carreras a medida de SNAG Racing en el Rallye du Maroc 2019, Marruecos.

Su carrera más reciente fue el Rallye du Maroc en octubre de 2019, una carrera de 5 días que exigía recorrer 1.557 millas (2.506 kilómetros) y cruzar la línea de meta de una sola pieza. Es más fácil decirlo que hacerlo. El Rallye los llevó a través de desiertos rocosos, sobre dunas de arena hasta donde alcanza la vista, salinas implacables, bordeando laderas de montañas. Después de todos los resultados, SNAG Racing se llevó a casa la medalla de plata en su categoría. Y esta no es su primera victoria.

SNAG Racing se lleva a casa la medalla de plata en el Rallye du Maroc (Anton Vlasiuk a la izquierda, Sergey Karyakin a la derecha)

SNAG Racing no compite con coches de carreras comerciales. Más bien, comienzan con un Can-Am Maverick X3 RS Turbo R de 172 caballos de fuerza y construyen un nuevo chasis para cumplir con los requisitos de entrada a la carrera de la FIA (Federation Internationale de l'Automobile), pero no se detienen ahí. Como equipo de carreras profesional con importantes patrocinadores corporativos no tienen mucho tiempo de descanso.

Al principio de su carrera, Sergey se dio cuenta de que la diferencia entre ganar o perder una carrera es mucho más que sólo suerte. Una gran parte de la ecuación es el coche en sí mismo, porque, en sus palabras, "Cuando se trata de pilotos profesionales, incluso los pequeños incrementos en el rendimiento pueden darte esos pocos segundos extra que te hacen falta para llegar el primero a la línea de meta".

Vista en pantalla dividida de Sergey Karyakin y del copiloto Anton Vlasiuk en el Rallye du Maroc 2019

Para aumentar su rendimiento comenzaron a diseñar nuevos componentes para sus coches, para reducir el peso, aumentar la resistencia, la maniobrabilidad, etc. Los pasos iniciales del proceso de diseño consistían originalmente en utilizar el modelado en papel para construir una maqueta, después de lo cual se realizaba la transición a la chapa metálica, luego la soldadura y, a continuación, se iniciaba el proceso de fabricación en varios pasos. Lo normal era tardar dos meses o más en preparar una simple pieza. Pero con una agenda repleta que apenas les da unas semanas entre carrera y carrera, y con largos viajes de por medio, esta forma de hacer piezas era inaceptable.

Fue entonces cuando Sergey descubrió la digitalización 3D y la fabricación aditiva. El distribuidor de Artec, Cybercom Ltd. le presento el escáner 3D de mano profesional Artec Eva. El Eva es un escáner 3D ligero utilizado en todo el mundo en campos como la ingeniería inversa, fabricación y aplicaciones médicas, entre otros. Cybercom es especialista en escaneo e impresión en 3D, así como en proveedores de servicios, y ofrece una amplia gama de soluciones para miles de aplicaciones.

Cybercom ha demostrado a Sergey y a su equipo cómo la combinación de los programas de escaneo y post-procesamiento de Artec Eva y Artec Studio puede reducir sus tiempos y costes de producción, a la vez que les permite crear sus propias piezas con una mayor calidad.

Escaneando con Artec Eva en el taller

A los pocos días Sergey y su equipo pusieron en marcha el proceso de escaneo 3D y diseño que ahora usan. Según Sergey, su flujo de trabajo es así: Primero preparamos una pieza para escanear, y puede ser cualquier cosa, desde ejes, puntos de montaje, amortiguadores, eslabones, nudillos, otras partes de la suspensión y el bastidor, etc.". Lo limpiamos para que la superficie esté lista para obtener los mejores resultados, asegurándonos de que esté fija en su lugar, luego pulsamos el botón y hacemos el escaneo, simplemente moviendo el escáner alrededor del objeto y observando en la pantalla del portátil cómo cobra vida la pieza digital en 3D. "¿Sinceramente?¡Es súper fácil!"

Mediante el escaneo 3D de las geometrías y puntos de montaje de las piezas originales, Artec Eva ha permitido a SNAG Racing aplicar ingeniería inversa a gran cantidad de piezas para hacerlas más ligeras, fuertes y duraderas, lo que se traduce en coches más rápidos y resistentes que se adaptan a las duras condiciones a las que se enfrentan en cada carrera. A veces sus diseños son tan revolucionarios que sólo los puntos de montaje siguen siendo los mismos, mientras que otras veces, las modificaciones son más sutiles y se centran principalmente en cambiar a materiales nuevos y de mayor rendimiento.

Artec Eva escaneando un coche de carreras de SNAG

Todos los miembros del equipo han apreciado los sorprendentes avances en su capacidad de producción y han constatado como los plazos de entrega son más cortos. "Básicamente, uno de nosotros puede escanear media docena de piezas antes de la hora de comer, incluyendo el post-procesamiento en Artec Studio, luego se exportan los modelos 3D a CAD ", dijo Sergey. Y añadió: "A veces hacemos nuestro trabajo de CAD o en AutoCAD, otras veces en el software de CAD Rexroth de Bosch, dependiendo de las piezas en las que estemos trabajando".

El Software Artec Studio muestra el escaneo 3D en curso

Hoy en día, diseñar y producir nuevas piezas a medida les lleva un máximo de tres semanas de principio a fin, y eso incluye desde el escaneo 3D inicial hasta el diseño CAD, el fresado CNC o la impresión 3D en diversos plásticos, metales, carbono, Kevlar, etc. Una de las mejores cosas que la digitalización 3D y la fabricación aditiva han hecho por SNAG Racing es que les ha abierto un nuevo abanico de posibilidades.

Montaje de un ligero panel de instrumentos después de la digitalización 3D y la impresión 3D

"Se podría decir que este es el futuro de los equipos modestos de competición. No requiere de ningún aprendizaje avanzado. Soy piloto de carreras, no ingeniero de diseño, pero puedo hacerlo. Y mis técnicos lo están usando ahora mismo. Con Artec, podemos diseñar e implementar nuevas ideas en poco tiempo, sin tener que depender de ningún proveedor de repuestos, que definitivamente no tendrá la flexibilidad y el conocimiento para hacer los tipos de repuestos que requerimos y en el momento que los requerimos", explica Sergey.

Instalación del panel de instrumentos diseñado a medida

Continua diciendo: "Artec nos está permitiendo ampliar nuestros límites creativos. Claro, es un coche de rally construido sobre una base comercialmente, pero a partir de ahí, la digitalización en 3D nos ha abierto las puertas para que podamos fabricar nuestros coches exactamente como hemos soñado, en plazos cortos y sin salirnos del presupuesto".

"Cuando me lanzé al mundo de la digitalización y la impresión 3D, había gente del mundillo que dudaba de que pudiéramos hacerlo de esta manera. Pero yo no lo dudé. Quiero ser el primero. Para mí, de eso se trata el escaneo 3D: de poder innovar aquí y ahora, fabricando lo que sabemos que funcionará."

Sergey lleva su coche al límite en el Rallye du Maroc 2019

Cualquier duda sobre la durabilidad y vida útil de sus piezas internas ha desaparecido. Había serias preocupaciones en esa dirección, especialmente al principio. Pero el tiempo y la experiencia les han dado la razón.

Como cuenta Sergey, "Nuestra forma de inspeccionar la calidad ahora consiste en que, como todos somos expertos en competición, después de cada etapa comprobamos de cerca las piezas personalizadas para saber por qué tipo de desgaste están pasando, si es que hay alguno. Los nuevos diseños se inspeccionan más a fondo, no se nos escapa nada. Estamos experimentando con nuevos materiales y diseños en todo momento, y dejamos todo reflejado al detalle, es mi forma de trabajar".

Sergey compitiendo por la medalla de plata en el Rallye du Maroc 2019

Y esto no es todo, porque con los grandes resultados que han cosechado con todos sus diseños en carreras de todo el mundo, quieren pasar a la siguiente fase en cuanto a sus adaptaciones de alto rendimiento: "Ahora estamos dedicando más atención a la fusión de varios materiales compuestos con metales para obtener lo mejor de ambos mundos, combinando esencialmente la flexibilidad y el peso ultraligero con la máxima resistencia". Hasta ahora los resultados han sido muy alentadores".