Reducción de los costes de los utillajes en la fabricación de componentes de automoción: un 96 % menos gracias a la impresión 3D. El caso de Schaeffler
Al fabricar internamente los equipos de producción gracias a la impresión 3D industrial SLS y FDM proporcionada por 3DZ, Schaeffler reduce significativamente los costes de utillaje y mejora la eficiencia de las líneas de producción.
La empresa: Schaeffler Water Pump Bearing Italia
El Grupo Schaeffler desarrolla y fabrica componentes de precisión de alta tecnología, principalmente rodamientos y sistemas de transmisión para la industria (maquinaria, metalurgia, automatización) y el sector de la automoción (motores, transmisiones y chasis para vehículos de combustión, híbridos, eléctricos y de hidrógeno), además de soluciones para las energías renovables, con el fin de hacer que la movilidad sea más eficiente y sostenible.
La división Schaeffler Water Pump Bearing Italia produce alrededor de 20 millones de rodamientos para bombas de agua al año, lo que cubre un tercio de la demanda mundial del sector, y opera en un entorno de producción altamente automatizado y con grandes volúmenes.
¿Cómo fabricar componentes para la movilidad eléctrica cada vez más innovadores, en menos tiempo y a un coste menor?
En el contexto de la profunda transformación que está experimentando el sector de la automoción, especialmente en lo que respecta a los sistemas de refrigeración de motores y a la transición hacia la movilidad eléctrica, Schaeffler necesita desarrollar componentes para la movilidad cada vez más innovadores, reduciendo al mismo tiempo los plazos y los costes de industrialización.
De hecho, junto a los rodamientos de bomba de agua tradicionales, crece la demanda de componentes destinados a vehículos eléctricos e híbridos, que requieren soluciones técnicas más complejas y flexibles.
En este sentido, Schaeffler ha desarrollado un nuevo componente para la bomba de agua, capaz de funcionar tanto en modo tradicional, es decir, accionado por una correa de transmisión, como en modo eléctrico, independiente del funcionamiento del motor térmico, lo que contribuye de manera significativa a la reducción de las emisiones de CO₂.
Para responder a necesidades tales como:
• mayor flexibilidad interna de los procesos de producción
• reducción de los tiempos de validación de nuevos componentes
• contención de los costes de los equipos de producción
• optimización de las geometrías y de las soluciones técnicas
en 2019, la empresa se acercó a la fabricación aditiva, primero con servicios externos y luego adquiriendo una pequeña impresora de filamento.
Cuando la demanda interna aumentó, Schaeffler decidió internalizar por completo la tecnología aditiva y eligió a 3DZ como socio para definir las tecnologías de impresión 3D más adecuadas para sus procesos, tanto en la fase de prototipado como en la de fabricación de equipos de producción.
Un ecosistema de tecnologías aditivas proporcionado por 3DZ
Tecnología de polvo SLS de Formlabs, con la impresora 3D Fuse 1+ 30W y el polvo de nailon PA12 para:
- producción de geometrías complejas
- integración de funciones
- reducción del número de componentes
Tecnología de filamento CFR de Markforged con la impresora Mark Two y el filamento Onyx reforzado con fibra de carbono continua, que garantiza:
- alta resistencia mecánica
- sustitución de herramientas metálicas
- costes drásticamente inferiores
Hoy en día, la empresa ha creado un área dedicada a la fabricación aditiva, integrando la impresión 3D en los procesos industriales cotidianos.
“En 3DZ hemos encontrado un socio profesional, capaz de ayudarnos a elegir las tecnologías adecuadas y, posteriormente, a optimizar la producción.”
Las ventajas obtenidas
Gracias a la adopción integrada de las tecnologías aditivas, Schaeffler ha obtenido beneficios industriales cuantificables:
- Reducción drástica de los costes de utillaje, pasando de componentes metálicos costosos a versiones aditivas con un coste de unos pocos euros, con una reducción de costes de hasta el 96 % y plazos de suministro considerablemente más cortos
- Optimización de las geometrías, con soluciones a medida más eficientes para la producción, como por ejemplo la eliminación de atascos o la integración de sensores.
- Reducción del número de componentes en los conjuntos gracias a la libertad de diseño que ofrece la impresión 3D.
- Experimentación rápida de nuevas variantes e ideas de diseño, lo que favorece la innovación.
- Mayor capacidad de respuesta a las necesidades de producción y a los cambios de línea y formato, sin depender de proveedores externos.
Desde el punto de vista de las operaciones, la principal ventaja es el paso de utillajes rígidos y costosos a soluciones iterables, adaptables y diseñadas en función de la producción real.
Aplicaciones concretas desarrolladas con las tecnologías 3DZ
En concreto, la impresión 3D se utiliza para:
- Equipos de montaje y posicionamiento (p. ej., herramientas para la inserción de esferas).
- Conjuntos funcionales de proceso (p. ej., conjuntos de dosificación con canales optimizados).
- Boquillas y componentes de servicio para la producción (p. ej., engrase de jaulas de rodillos).
No se trata, por tanto, de prototipos o plantillas temporales, sino de componentes operativos integrados de forma permanente en las líneas de producción, diseñados para funcionar en condiciones industriales reales.
Equipo «Zunge» para la inserción de esferas
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ANTES
MÉTODO TRACIONAL
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DESPUÉS
IMPRESIÓN 3D CFR
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| Acero templado | Onyx + fibra continua de carbono | |
| 175 € | 7 € |
-96%
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| Riesgo de rotura durante la configuración | Ciclo de vida más corto, pero en general más competitivo | ✔ |
Grupo de dosificación de esferas
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ANTES
MÉTODO TRACIONAL
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DESPUÉS
IMPRESIÓN 3D SLS
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| 12 componentes | Número reducido de componentes | ✔ |
| Canal de deslizamiento con problemas de atascos | Canal optimizado y atascos eliminados | ✔ |
| Sensor de recuento de bolas con lecturas inestables | Sensor integrado | ✔ |
Boquilla de lubricación para jaulas de rodillos
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ANTES
MÉTODO TRACIONAL
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DESPUÉS
IMPRESIÓN 3D SLS
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| Materiales: POM | Materiales: PA12 | |
| 270 € | 14 € |
-94,8%
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| 12 granos M3 | 0 granos M3 – componentes |
✔ |
| Orificios complejos con una relación L/D > 30 | Orificios optimizados y ovalados + una mejor lubricación |
✔ |
| Revestimiento interior de acero para + resistencia al desgaste |
✔ |
“La impresión 3D nos ha permitido sustituir equipos metálicos reduciendo los costes, mejorar su geometría para optimizarlos para la producción, experimentar con nuevas soluciones de bajo coste y responder con mayor rapidez a las necesidades de producción.”
La función de 3DZ
3DZ ha actuado como socio tecnológico integral:
• Asesoramiento inicial para identificar las tecnologías aditivas más adecuadas
• Suministro de impresoras 3D profesionales de Formlabs y Markforged
• Asistencia técnica certificada durante la instalación y la configuración
• Formación del personal interno
• Asistencia continua para optimizar los procesos, los materiales y los parámetros de impresión.
Esta colaboración ha permitido a Schaeffler integrar la impresión 3D no como una actividad secundaria, sino como parte estructural y económica de su proceso industrial.
La fabricación aditiva ha transformado la forma en que Schaeffler diseña y fabrica equipos para sus líneas de producción. Gracias a las soluciones proporcionadas por 3DZ, la empresa ha logrado una reducción de costes de hasta el 96 % en algunos componentes, mejorando al mismo tiempo la calidad, la flexibilidad y la rapidez operativa. Esta colaboración demuestra cómo la impresión 3D, cuando se integra de forma estratégica, constituye una palanca concreta para mejorar la competitividad y la innovación en los procesos industriales.
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