Listos para imprimir

Los pistones están entre los componentes que más esfuerzo soportan en un motor. Porsche ha creado las primeras unidades mediante impresión 3D para el motor de alta potencia del 911 más salvaje.  

Ilustración: Design Hoch Drei


Un proyecto de investigación con la máxima exigencia. Para los primeros pistones producidos mediante el procedimiento de impresión 3D, Porsche ha elegido el motor biturbo de seis cilindros y 515 kW (700 CV) de potencia del Porsche 911 GT2 RS. La lógica subyacente es que si estos componentes aguantan en el deportivo GT más potente que Porsche ha construido jamás lo harán en cualquier motor.

La ventaja decisiva de la impresión 3D está en la gran libertad de diseño que ofrece frente a los componentes forjados o fundidos. Con ella se pueden crear piezas de casi cualquier forma geométrica sin necesidad de tener que fabricar previamente herramientas o moldes. Los datos de diseño se suministran directamente a la impresora, desapareciendo las limitaciones que imponen las máquinas herramienta. Esto permite, por ejemplo, integrar un canal de refrigeración cerrado en el fondo del pistón impreso en 3D que hubiera sido imposible fabricar con los procedimientos clásicos. Este canal de filigrana reduce en 20 grados el esfuerzo térmico que soportan los aros del pistón. Además, los pistones impresos son más rígidos y un 10% más ligeros que los componentes producidos convencionalmente. Por eso permiten revoluciones más altas con una combustión optimizada. En conclusión: supone un aumento de la potencia en hasta 30 CV y mayor eficiencia.

El procedimiento aplicado para elaborar los pistones se llama Laser Metal Fusion (LMF). Este método elabora los componentes capa por capa a partir de un lecho de polvo, en este caso relleno con una aleación especial de aluminio. En la cámara de procesamiento el recubridor empuja el polvo desde el depósito de reserva haciéndolo pasar por el cilindro de construcción, y genera así una capa. El polvo sobrante cae en el depósito de rebosamiento. A continuación, un haz de láser calienta la superficie del polvo de acuerdo con el contorno de la pieza, la funde en una capa dura de metal y la une a las capas ya fundidas que hay debajo. Después, el cilindro de construcción baja y el recubridor vuelve a aplicar polvo. Así, los pistones van surgiendo progresivamente del polvo.

En el estricto control de calidad, los pistones creados mediante impresión 3D han soportado 200 horas de marcha permanente en el banco de ensayo de motores. Todo un hito que Porsche ha alcanzado cooperando en estrecha alianza con las empresas Mahle y Trumpf, y cuya calidad ha asegurado en colaboración con la compañía óptica Zeiss.

En otros ámbitos Porsche ya aplica con éxito métodos de fabricación aditivos. Por ejemplo en el asiento deportivo totalmente envolvente impreso en 3D y adaptado a la forma del cuerpo para las series 911 y 718, así como en la reproducción de piezas de recambio para vehículos clásicos y en la competición.

Heike Hientzsch
Heike Hientzsch

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