Moto2 lleva la Impresión 3D en metal a los limites desafiando la innovación

En el mundo de alto octanaje de las carreras de motos MotoGP las mejoras técnicas pueden generar un alto impacto. El equipo de carreras de Moto2 TransFIORmers, utilizó tecnología de manufactura aditiva en metal en el sistema de suspensión frontal obteniendo una ventaja competitiva significativa.

Renishaw y Moto2 TransFIORmers


Background


Las motocicletas de carreras del campeonato MotoGP son especiales, el público en general no las puede comprar y no las puede usar en la calle. Las motocicletas de carreras son fabricadas a la medida para ganar a los rivales y maximizar su desempeño en la pista.


Moto2 es el segundo de 3 niveles del circuito MotoGP, nació en el año 2010 y su motor oficial es el de 600cc de 4 bielas suministrado por Honda. El equipo francés de Moto2 TransFIORmers, tiene base en Perigeos en el sur de Francia, y está revolucionando el diseño con una suspensión frontal delante del volante.


El equipo TransFIORmers es lidereado por Christian Boudinot y la suspensión que usa el equipo fue inspirada en el trabajo del diseñador francés Claude Fior. Fior es amigo y mentor de Boudinot, él reconoce los logros hechos al aislar la suspensión de las fuerzas del volante. Al resolver detalles como el “brake dive”, el rediseño permitió dar vuelta en esquinas con más aceleración.


En lugar de una suspensión frontal más telescópica, el equipo empleó un sistema rígido separado del chasis usando unas formas de brazos oscilantes.


Para un mejor avance en diseño e innovación, TransFIORmers se apoyó en el proveedor I3D Concept para los servicios de manufactura aditiva. I3D Concept usó un equipo Renishaw AM250 para colaborar con TransFIORmers y así optimizar el diseño de uno de los dos componentes de suspensión en la parte frontal de la moto delante del volante.

Renishaw y Moto2 TransFIORmers


Retos


Durante el desarrollo del nuevo componente en el diseño de la motocicleta Moto2, conseguir una reducción de peso era una prioridad. En particular, reducir la masa no suspendida era una consideración clave. Lo más baja que estuviera esta masa, lo mejor que iba a ser la suspensión en términos del manejo de la vibración y su respuesta al frenado y aceleración.


De igual importancia era la rapidez en que se pudiera hacer el diseño modificado del nuevo componente y cuánto tiempo tomaría fabricarlo. Conseguir la perfección en un ambiente altamente competitivo demanda rapidez y precisión durante las iteraciones en el diseño del componente.

Renishaw y Moto2 TransFIORmers

 

Pieza componente original


En un entorno de alta confiabilidad, los esfuerzos mecánicos son una consideración importante. La pieza del equipo TransFIORmers necesitaba asegurar la mejor rigidez posible, a la vez que debía ser manejable en los niveles dinámicos de la fuerza del volante.


“Para mejorar el desempeño de la moto en general era vital reducir el peso de los componentes localizados atrás del punto de absorción de choque. Fallar al momento de optimizar el peso de la pieza afectaría en vibración, frenado y aceleración, entonces la reducción de peso es una prioridad alta”, comenta Jérôme Aldeguer ingeniero mecánico del equipoTransFIORmers.


La Solución


La primera pieza con una propuesta de estructura oscilante, o nervios del equipo, TransFIORmers fue hecha a mano en acero con un ensamble de varias piezas soldadas. La agencia I3D Concept consolidó el diseño en una sola pieza reduciéndolo a un ensamble. La compañía produjo la pieza de metal con nervios usando el equipo de manufactura aditiva Renishaw AM250; primero en acero inoxidable y después en titanio un material más ligero.


Una clave del proceso de diseño fue la iteración topológica de la pieza, donde el layout de nervios fue racionalizado con éxito, en una operación que se llevó a cabo en el software dentro de un espacio de trabajo limitado y con una serie de restricciones de cargas predefinidas.

Renishaw y Moto2 TransFIORmers

 

Componente wishbone en el software CAD

 

Una vez que el diseño de la pieza final fue validado usando un programa CAD, la preparación del archivo  se planeó offline, antes de enviar al sistema de manufactura aditiva.


I3D Concept  definió los parámetros dentro del software CAD de la geometría compleja para ajustar ciertos valores según las características a usar del polvo metálico del proceso.


Al usar el software del sistema óptico de control de la AM250, I3D Concept fue capaz de controlar el láser para una mejor precisión y definir mejor características y acabados.

 

Resultados


Aprovechando la técnica de manufactura aditiva,  el diseño de la moto Moto2 de TransFIORmers fue un éxito al bajar el peso de su pieza de suspensión frontal en un factor de 40%. Se ahorraron 600 grs comparando la pieza de titanio con el original de acero soldado.

Renishaw y Moto2 TransFIORmers


Pieza metálica de titanio impresa en 3D

 

La impresión 3D en metal también ofreció a TransFIORmers un mejor control más fino de tolerancias  para rápidamente iterar diferentes formas geométricas para cumplir con los requerimientos de chasis y cinemático.
“La reducción de peso que conseguimos de la pieza nos permitió pasar el peso tradicional y sus problemas asociados como el brake dive. Además nos permitió diseñar una pieza no solo ligera sino rígida al mismo tiempo” comenta Jérôme Aldeguer ingeniero mecánico del equipoTransFIORmers.


Usando manufactura aditiva se produjo la pieza  con un esfuerzo ultimo de tensión de 1100 Mpa y una densidad casi perfecta del material de 99.7%, la aleación de material usado fue  titanio Ti6AI4V y ofreció una rigidez ideal comparada con la pieza original hecha de varias partes ensambladas.


Gracias a la manufactura aditiva el prototipo del equipo de TransFIORmers  fue muy eficiente en costo y en proceso. Los tiempos extras de maquinado y ensamble fueron eliminados y las iteraciones de diseño y manufactura fueron más rápidas.


En Junio 2016 el equipo gano por primera vez la carrera Moto2 GP en el evento FIM CEV European Championship  de Barcelona


Fuente: Renishaw - contacta a Renishaw en Mexico aqui

 

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