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Innovación permanente al alcance de tus manos

Cómo la impresión 3D ayudó a diseñar una motocicleta revolucionaria

Duecinquanta, una palabra italiana para “250”, es una moto de rendimiento diseñada por Vins Motors, una empresa con sede en Maranello, Italia, fundada por antiguos ingenieros de Ferrari. El chasis de fibra de carbono, la aerodinámica innovadora y un revolucionario motor construido específicamente para esta máquina son solo algunos ejemplos de lo que el prototipado rápido puede lograr en la industria automotriz. “Quería ver, tocar, cada parte del tablero de dibujo. La impresión 3D con la impresora Zortrax M300 lo hizo posible “, dice Vincenzo Mattia, CEO y fundador de Vins Motors. En el mundo de las motos, Duecinquanta representa todo lo que Ferrari representa en el mundo de los automóviles. Se trata de experiencia, belleza y alegría pura.

Duecinquanta Competizione, una versión de la bicicleta más ligera y más extrema.
Duecinquanta Competizione, una versión de la bicicleta más ligera y más extrema.

METAS

Mattia comenzó a pensar en construir una motocicleta hace 6 años. Sus ideas iniciales estuvieron influenciadas por formas aerodinámicas de aviones icónicos como el P51 Mustang y la simplicidad extremadamente eficiente de la filosofía de diseño de Lotus. “Me preguntaba cómo sería una motocicleta si hubiera sido liviana como un Lotus, diseñada como un avión y hecha como un Ferrari”, dice. Preguntarse rápidamente le llevó a los primeros bocetos dibujados en la parte posterior de un periódico. Dueacinquanta es simple, hecha de un 40% menos de piezas que una motocicleta estándar, elegantemente diseñada e increíblemente rápida. “Eso fue ambicioso. En la industria automotriz, la simplicidad es muy difícil de lograr “, afirma el CEO.

Vins Motors definió sus objetivos de diseño. Primero, Duecinquanta tenía que ser lo más liviana posible. “Agregar potencia te hace más rápido en las rectas. Restar peso te hace más rápido en todas partes “, dice Mattia. Cada parte tuvo que realizar al menos dos funciones. No había lugar para la redundancia. Además, el chasis debía estar hecho casi en su totalidad de fibra de carbono. En segundo lugar, la motocicleta necesitaba un motor pequeño y ligero pero potente. Vins Motors quería construirlo desde cero, ninguno de los motores disponibles cumplía con sus estándares. Entonces la compañía decidió apostar por un motor de dos tiempos, un diseño utilizado en las motocicletas de carreras antiguas y abandonado por los fabricantes que preferían los cuatro tiempos más limpios, seguros y fiables. Valentino Rossi, una leyenda italiana de las carreras de Moto GP, ganó su primer título 500GP con una Honda NSR500 en 2001. Fue el último Gran Premio ganado por un golpe de dos tiempos. Vins quería devolverle la vida a este diseño patrimonial.

Una parte de uso final para el motor de Duecinquanta.
Una parte de uso final para el motor de Duecinquanta.

PROCESO

“Por lo general, cuando se inicia un diseño nuevo en la industria automotriz, se toma un motor prefabricado de uno de los principales fabricantes y se construye todo lo demás a su alrededor. Tomamos un rumbo diferente “, dice Mattia. Comenzó con la geometría de la máquina, el chasis, la aerodinámica y la suspensión. Sabía que la gente tenía que entender el diseño para encontrarlo atractivo. Es por eso que Duecinquanta no tiene alas externas u otras características unidas con el único propósito de dar forma a la forma en que el aire se mueve alrededor de la máquina y dentro del radiador. “Nuestros canales de arquitectura se ventilan a través de conductos internos que lo introducen en el radiador y generan carga aerodinámica. No hay alas arruinando el diseño. Todo el chasis funciona como un ala “, dice Mattia. Según él, esta solución está inspirada en el P51 Mustang. “Uno de los aviones más bellos que se haya hecho jamás”. Cuando lo miras, la entrada de aire se coloca en la parte inferior. Organizamos las cosas de manera similar, solo que tendrías que mirarlo boca abajo “, explica Mattia.

En una motocicleta estándar, el radiador se coloca detrás de la rueda. Tiene que ser relativamente grande porque el flujo de aire está bloqueado por la rueda y la horquilla delantera. “En Duecinquanta, el radiador está por encima de la rueda delantera. De esta forma podríamos usar un radiador más pequeño, más eficiente y más ligero. Además, el aire que fluye dentro mejora la aerodinámica en general. Esa es nuestra filosofía de una parte dos funciones en acción”, dice el CEO. Lo mismo se aplica a todo lo demás en Duecinquanta. El elemento trasero que Vins llama “traversino” realiza tres funciones. Primero, funciona como un conducto de aire. En segundo lugar, es compatible con la suspensión trasera. En tercer lugar, protege la compuerta trasera del aire caliente que sale del motor.

Traversino, una pieza que soporta el amortiguador trasero y mejora la aerodinámica. Producto final de fibra de carbono a la derecha y su prototipo impreso en 3D a la izquierda.
Traversino, una pieza que soporta el amortiguador trasero y mejora la aerodinámica. Producto final de fibra de carbono a la derecha y su prototipo impreso en 3D a la izquierda.

Una vez que el chasis estuvo listo, los ingenieros comenzaron a diseñar un motor. En comparación con los motores de cuatro tiempos, un motor de dos tiempos ofrece más potencia con el mismo desplazamiento, menos peso y un servicio más sencillo, ya que tenía menos piezas móviles en el interior. Pero los principales actores de la industria automotriz abandonaron los motores de dos tiempos por buenas razones. Dichos motores tenían una vida útil más corta, un mayor consumo de combustible, altas emisiones y una banda de potencia muy reducida. Sin embargo, Vins Motors se comprometió a realizar un nuevo tipo de dos tiempos que mitigaría los inconvenientes sin comprometer las ventajas. Todas las partes del chasis y el motor fueron diseñados en software CAD e impresos en 3D. “La creación rápida de prototipos fue crucial. Podríamos repetir libremente en cada diseño hasta que lo tengamos exactamente “, dice Mattia.

RESULTADOS

Durante la fase de creación de prototipos, Vins Motors 3D imprimió suficientes piezas para hacer un modelo de escala completa de Duecinquanta. Realmente fue útil cuando Vins exhibió Duecinquanta en ECIMA 2017, una feria internacional de motocicletas. “En aquel entonces solo teníamos un motor, por lo que lo desmontamos para que los visitantes puedan ver todas las piezas por separado. Todavía necesitábamos motores para motocicletas que trajimos allí con nosotros. Así que simplemente ensamblamos modelos usando piezas impresas en 3D y las montamos en máquinas en exhibición “, dice el CEO.

Prototipos impresos en 3D de piñones para el motor de Duecinquanta.
Prototipos impresos en 3D de piñones para el motor de Duecinquanta.

Para exposiciones, Vins utiliza predominantemente modelos impresos en 3D con Z-HIPS y Z-ABS. “Esos obtienen los mejores resultados, más precisos”, afirma Mattia. Pero la compañía también usó la capacidad del Zortrax M300 para trabajar con materiales de terceros. “Para las pruebas usualmente imprimimos partes en 3D con PBT, un termoplástico que es particularmente resistente a los combustibles y aceites comúnmente utilizados en nuestra fábrica”, dice Mattia. PBT también se contrae muy poco durante la formación, es mecánicamente fuerte y puede soportar altas temperaturas. Exhibe propiedades similares a Z-PETG.

Todo este trabajo ha llevado a la máquina que la industria automotriz nunca había visto antes. Duecinquanta viene con un motor estándar de 250cc en su versión legal y un motor un poco más grande de 288cc para un Duecinquanta Competizione más extremo destinado exclusivamente para la pista. El motor genera 85 caballos de fuerza, mientras que el peso de la motocicleta se ha reducido a alrededor de 80 kg, lo que resulta en una relación potencia / peso de más o menos 1 hp / 1 kg. Para poner esto en perspectiva, una motocicleta estándar con la misma capacidad del motor tiene alrededor de 40 CV y ​​pesa 180 kg. “Lo que significa es que en Duecinquanta todo viene al instante. Tienes potencia instantánea, respuesta instantánea del acelerador, aceleración instantánea”, explica Mattia. Debido a sus especificaciones, la máquina es particularmente ágil y rápida en las esquinas. Todo esto justifica su precio. Vins quiere cobrar 40,000 euros por motocicleta de calle y 50,000 euros por Competizione. “Cada Duecinquanta será hecha a mano y afinada por nuestros ingenieros”, dice el CEO.

CONCLUSIONES

“Por supuesto que estábamos considerando tecnologías alternativas para la creación de prototipos”, afirma Mattia. Hay muchas formas de construir un prototipo. Fundición, moldeo de arena, fresado CNC, o incluso modelado de la vieja escuela en arcilla. “Pero la mayor ventaja de la impresión 3D es la precisión. Es una técnica muy precisa. Además, la impresora funciona sin supervisión. Mientras tanto, puedes hacer otras cosas”, agrega. Según Mattia, una impresora 3D ofrece un proceso completamente automatizado. Simplemente presione un botón y solo funciona de principio a fin. “Además, una impresora 3D es muy limpia, simple y fácil de usar. Muy fácil de usar. No tiene que estar calificado para ejecutarlo. Desde esta perspectiva, la impresión 3D supera el fresado CNS y otras técnicas disponibles”, dice Mattia. Y a la hora de elegir la impresora 3D correcta, ciertamente hizo su tarea.

Duecinquanta Competizione
Duecinquanta Competizione

“Busqué la máquina que satisfaga mis expectativas, busqué en Google mucho. ¿Qué impresora podría funcionar mejor para mi propósito, que fue lo mejor para mí? Busqué en diferentes impresoras 3D. Zortrax M300 fue una de las impresoras sobre las que leí. También vi algunas reseñas en YouTube “, dice Mattia. “Entonces, uno de mis antiguos colegas en Ferrari intervino en el asunto. Ya estaban usando Zortraxes en Ferrari. Me mostró algunas de sus impresiones y decidí obtener esta impresora 3D yo mismo “.

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Paulina

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