Del diseño a la realidad
A medida que se iba evolucionando en el diseño del coche, se realizaban pruebas de impresión para comprobar la viabilidad de los mismos y seguir avanzando en la dirección correcta.
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¿Impresión 3D o Control Numérico Computarizado?
El primer problema con el que nos encontramos, una vez que decidimos competir en la categoría Development, era si podríamos hacer uso del mecanizado sustractivo por CNC o tendríamos que imprimir todo en 3D y asumir la consiguiente penalización.
Nuestra ingeniera de mecanizado consiguió acceso a una CNC de 3 ejes pero eso suponía dos retos importantes. Por un lado, tendría que aprender a manejarla, con el consiguiente esfuerzo y necesidad de tiempo, pero es es que además, al no tener el cuarto eje, el proceso se complicaba porque no se podía realizar de una vez.
Por supuesto, siempre existía la opción de pagar por el mecanizado enviando el archivo como se nos había propuesto desde la propia MadAcademy, pero entonces... ¿dónde estaba el reto?
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El uso de la CNC
Una vez que se asumió el reto de poner en marcha la CNC, se realizaron varias pruebas para poder obtener los mejores resultados.
Debido a que nuestra CNC no es una industrial sino que es de uso personal, no cuenta con el cuarto eje que hace que la pieza rote sin tener que intervenir en el proceso. Por tanto, fue necesaria una estrategia de mecanizado por caras, para la que se construyó con la ayuda de la impresora 3D un soporte en el que apoyar el bloque, de manera que se pudiera rotar la pieza y que el proceso partiese desde el mismo punto referencia.
Para hacer los cortes escogimos una broca de 3 mm que tuviese el 55% de la altura del bloque, para que a la hora de realizar cortes profundos, como el de los ejes, llegase hasta más de la mitad en ambas caras y no provocase una fina capa en la mitad de la pieza. Las estrategias de corte fueron:
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Pocketing: extraction de material en zonas profundas y seleccionadas.
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Contour: definición de la geometria principal y perfiles.
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Oultine: cortes de excedentes y refinamiento de superficies.
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La impresión 3D
Para maximizar el rendimiento aerodinámico y estructural de los componentes (especialmente el alerón), se aplicaron las siguientes estrategias:
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Orientación Vertical: Se imprimieron las piezas en vertical para eliminar el efecto de "escalonado" en las curvas, logrando un acabado más suave. Esto también mejora la resistencia mecánica, evitando que la presión del aire separe las capas.
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Relleno Eficiente (5%): Se utilizó una densidad baja con un patrón de rejilla, logrando un equilibrio ideal entre rigidez estructural y ligereza (reducción de masa).
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Calidad de Acabado: Se empleó una altura de capa de 0.15 mm para mejorar el flujo de aire y soportes tipo árbol, que facilitan el post-procesado al dejar menos marcas y ser más sencillos de retirar.
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Material (PLA): Se seleccionó por su alta rigidez y precisión dimensional, garantizando que las piezas respeten fielmente las tolerancias del diseño original.
Los primeros chasis tenían pontones lo más delgados posibles con la idea de dirigir el aire a la parte entre las ruedas traseras y el chasis.
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Post procesado y montaje
1. Tratamiento de Componentes
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Chasis (Poliestireno): Se realizó un lijado suave con lima fina para eliminar impurezas. Se aplicó una capa de imprimación blanca para sellar el material, aportar consistencia y facilitar la adherencia de la pintura.
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Piezas 3D y Bloque CNC: Al ser materiales más robustos, se utilizó una lima gruesa para eliminar las líneas de capa y suavizar la superficie antes de aplicar también la imprimación blanca.
2. Acabado Estético
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Pintura: Se utilizó pintura acrílica en spray. Para lograr un diseño preciso con líneas definidas, se empleó cinta de carrocero para delimitar los contornos y figuras del monoplaza.
3. Ensamblaje y Refuerzo
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Pegado General: Se utilizó adhesivo de cianocrilato (Loctite) para fijar componentes clave como bujes, alerón, ruedas y casco.
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Uniones Críticas (Halo): Se realizó un raspado previo en las zonas de contacto del halo y el chasis para aumentar la superficie de agarre y asegurar una unión más resistente.
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Detalles Finales: Se perforaron y pegaron las anillas de la tether line, posicionándolas estratégicamente para garantizar un deslizamiento fluido y sin fricciones durante la marcha.
