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Novedades

Bugatti y los cálipers de freno
Avanzado procedimiento

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El cáliper impreso en 3D, en uno de los proyectos. Será el más grande entre los de autos de producción.

Con sus superdeportivos Veyron y Chiron, Bugatti ha establecido una posición como pionero en nuevos desarrollos técnicos y en innovaciones en el sector de rendimiento extremo de la industria del automóvil en las últimas décadas. Ahora el Departamento de Desarrollo de la firma marca un nuevo rumbo. Los especialistas en desarrollo de Bugatti lograron diseñar un cáliper de freno que puede ser producido por impresión 3D. Pero eso no es todo. Mientras que el material principal utilizado para la producción de estos componentes hasta el momento ha sido el aluminio, el nuevo cáliper está hecho de titanio. Por otra parte, el cáliper es el más grande del mundo plenamente operativo, que se produce con titanio como materia prima utilizando procesos de impresión tridimensionales. Esta nueva se alcanzó un hito en el desarrollo de la impresión 3D en cooperación con Laser Zentrum Nord de Hamburgo, un instituto que ha formado parte de la organización de investigación Fraunhofer desde el comienzo del año. Con este debut mundial, Bugatti ha subrayado su función de referencia para la impresión tridimensional dentro del Grupo Volkswagen y su papel como impulsor de la innovación en la industria automotriz internacional. Los ensayos vehiculares con el cáliper de titanio impreso en 3D comenzarán en la primera mitad de 2018. En la actualidad, Bugatti usa los frenos más poderosos del mundo en el nuevo Chiron, y los cálipers son de inédita concepción. Ellos son forjados de un block de aleación de aluminio de alta rigidez. Con ocho pistones de titanio en los frontales y seis en los traseros, resultan además los cálipers más grandes instalados en un vehículo de producción. Estos elementos se producen utilizando principios biónicos sobre la base de un modelo natural.

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Formas complejas para el elemento, de bajo peso y gran resistencia.

La nueva arquitectura combina el peso mínimo con la máxima rigidez. La inspiración para el diseño y el modo de operación de los frenos se tomó del automovilismo. Con el nuevo cáliper de freno de titanio de la impresora 3-D, Bugatti da un paso más allá y abre nuevos caminos. Esta particular aleación de titanio, con la designación científica de Ti6AI4V, se utiliza principalmente en la industria aeroespacial, para hacer trenes de aterrizaje y componentes de alas sometidos a elevado estrés ​​o en motores de aviones y cohetes. El material ofrece un rendimiento considerablemente más alto que el aluminio. El nuevo cáliper de titanio, que mide 41 cm de largo, 21 cm de ancho y 13,6 cm de alto, pesa solo 2,9 kg. En comparación con el componente de aluminio actualmente utilizado, que pesa 4.9 kg, Bugatti podría reducir el peso de la pinza de freno en aproximadamente un 40% al mismo tiempo que asegura una mayor resistencia al usar la nueva pieza. Hasta la fecha, este enfoque no era factible porque es extremadamente difícil o incluso imposible de fresar o forjar componentes de un bloque de titanio como es práctica normal con el aluminio debido a la resistencia extremadamente alta del material. Este problema ahora se ha resuelto utilizando una impresora 3-D de muy alto rendimiento, que también abre la posibilidad de generar estructuras aún más complejas que son significativamente más rígidas y más resistentes de lo que sería posible con cualquier proceso de producción convencional. El tiempo de desarrollo para el cáliper impreso en 3D fue muy breve. Desde la primera idea hasta el primer componente impreso, solo tomó unos tres meses. El concepto básico, las simulaciones y cálculos de resistencia y rigidez y los dibujos de diseño fueron enviados a Laser Zentrum Nord desde Bugatti como un paquete de datos completo.

El instituto luego llevó a cabo procesos de simulación, el diseño de las estructuras de soporte, la impresión real y el tratamiento del componente, que Bugatti fue responsable de terminar. La impresora 3-D especial en Laser Zentrum Nord, que era la impresora más grande del mundo, adecuada para el inicio del proyecto, está equipada con cuatro láseres de 400 vatios. Se necesitan un total de 45 horas para imprimir una pinza de freno. Durante este tiempo, el polvo de titanio es depositado capa por capa. Con cada capa, los cuatro láseres funden al material según la forma. El material se enfría inmediatamente y la pieza toma cuerpo, tras depositar un total de 2.213 capas. El tratamiento térmico se lleva a cabo en un horno donde el cáliper está expuesto a una temperatura inicial de 700ºC, cayendo a 100°C en el curso del proceso, para eliminar estrés residual y para garantizar la estabilidad dimensional. Finalmente, las estructuras de soporte son eliminadas y el componente se separa de la bandeja. En la siguiente etapa de producción, la superficie se alisa en un proceso combinado mecánico, físico y químico que mejora drásticamente su resistencia a la fatiga. Finalmente, los contornos de las superficies funcionales, como las superficies de contacto de los pistones, se mecanizan en una fresadora de cinco ejes que toma otro 11 horas para completar su trabajo. El resultado es un componente de forma delicada con espesores de pared entre un mínimo de solo un milímetro y un máximo de cuatro milímetros.