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La impresión 3D puede mantener en vuelo a los viejos aviones de la Fuerza Aérea

Un enorme avión está en proceso de despegue.
Agrandar / USAF Boeing B-52H Stratofortress despegando con el tren de aterrizaje retráctil y las aletas del borde de salida bajadas en el Fairford Royal International Air Tattoo RIAT de 1998.

Glenn House y sus colegas dedicaron más de cuatro años a fabricar un inodoro nuevo para el B-1 Lancer. El desafío no era colocar el retrete en la cabina (estaba detrás del asiento delantero izquierdo), sino asegurarse de que cada parte pudiera manejar la vida a bordo de un avión que puede tirar de cinco G, romper la barrera del sonido y pasar horas en temperaturas extremadamente fluctuantes. El resultado final no solo tenía que funcionar. Tenía que funcionar sin ruidos, fugas o revelarse al radar enemigo. Lograr que se aprobara para su uso a bordo del bombardero fue tan complejo como fabricarlo. «Obtener la aprobación de una pieza puede llevar años», dice House, cofundador y presidente de 2Is Inc., con sede en Walpole, Massachusetts.

Hasta el año pasado, 2Is estaba en el negocio de piezas militares, suministrando piezas de repuesto para una variedad de equipos de defensa. (Pronunciado «dos ojos», vendió el negocio de repuestos y ahora se enfoca en software de cadena de suministro relacionado con la defensa). Proporcionar repuestos para el ejército es un nicho peculiar de la economía. Cosas como aviones y submarinos pasan décadas en servicio, y las compañías que los fabricaron o suministraron sus innumerables piezas a menudo desaparecen mucho antes de que sus productos se retiren. Entonces, cuando algo necesita una perilla, un asiento o un orinal nuevos, los militares a menudo recurren a compañías que se especializan en fabricarlos de nuevo.

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Estos conjuntos deben funcionar a partir de dibujos bidimensionales polvorientos o recrear moldes perdidos hace mucho tiempo que coincidan exactamente con los estándares de las piezas originales. Trabajando en pedidos muy pequeños, a veces por solo dos o tres de un artículo determinado, no disfrutan de las economías de escala que hacen que sea razonable gastar cinco cifras en herramientas. Un proceso de aprobación quisquilloso puede significar esperar años para recuperar una inversión. Y así, en muchos casos, no ofertan por estos contratos militares, prefiriendo trabajos más estables y confiables.

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Ese es un problema para la Fuerza Aérea, cuya flota data en gran parte de la Guerra Fría. Sus aviones C-5, B-52 y KC-135 tienen un promedio de 40, 56 y 57 años, respectivamente. El avión promedio de la Fuerza Aérea tiene 23 años. Cada trimestre, la rama militar ve que 10 000 solicitudes de piezas quedan sin cumplir, a pesar de su disposición a pagar una cantidad exorbitante de dinero para reemplazar partes que alguna vez costaron centavos: pruebe $10 000 por una cubierta de asiento de inodoro en un C-17 Globemaster III.

«Vamos a tener que encontrar mejores formas de mantener las cosas viejas volando», dice Will Roper, subsecretario de la Fuerza Aérea para tecnología de adquisición y logística. Y tiene uno, representado por la pieza de plástico del tamaño de una tostadora que guarda en su oficina. Es un panel de letrina para un avión de carga C-5 Supergalaxy. En el pasado, la Fuerza Aérea pagó $8,500 para reemplazar esta pieza. Pero este cuesta solo $ 300, porque está impreso en 3D.

Roper dice que la impresión 3D, también llamada fabricación aditiva, puede producir muchas de las piezas por las que la Fuerza Aérea se encuentra desesperada, desde manijas de juntas C-5 hasta largueros F-15. «Si necesito dos o tres piezas para un B-52», dice, «puedo entregárselo a uno de nuestros impresores». En los últimos años, la Fuerza Aérea ha fabricado miles de piezas de esta manera y puede funcionar para casi cualquier cosa hecha de metal o plástico. Los compuestos y la fibra de carbono también podrían funcionar, incluso las placas de circuitos.

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Juegos Olímpicos de Fabricación Avanzada

Pero un enfoque novedoso significa problemas novedosos. Todavía no es fácil convertir un dibujo bidimensional en algo que una impresora 3D pueda entender. La Fuerza Aérea necesita nuevas formas de demostrar que estas piezas pueden soportar los rigores de la vida en el aire, que serán tan duraderas y confiables como las originales. Sus científicos están explorando nuevas técnicas y creando sus propias mezclas de metales para satisfacer sus necesidades. Pero Roper está ansioso por sacar su trabajo de la fase de experimentación.

Por eso está organizando un nuevo tipo de juego de guerra: las Olimpiadas de Fabricación Avanzada de la Fuerza Aérea. Programada para el 8 y 9 de julio en Salt Lake City, la competencia tiene como objetivo atraer a todo tipo de jugadores (empresas de fabricación aditiva, contratistas de defensa tradicionales, nuevas empresas tecnológicas, universidades) para competir y resolver varios problemas.

El «ejercicio de piso de caja abierta de partes» le pedirá a los equipos que repliquen ciertas partes sin que se les den las especificaciones de diseño, mientras cumplen con los exigentes estándares de la Fuerza Aérea. Los «sprints de aprobación» tratarán de desarrollar nuevas formas de demostrar que su trabajo es tan bueno como el anterior. En el «maratón de la cadena de suministro», los equipos se preguntarán cómo llevar una pieza nueva a un lugar determinado, como Afganistán. Tal vez sea mejor fabricarlo en los EE. UU. y enviarlo, o mantener las máquinas de impresión 3D en primera línea, o algo intermedio. Roper y su equipo en la recién creada Rapid Sustainment Office todavía están trabajando en los premios para estos eventos, pero esas recompensas serán una combinación de dinero y la oportunidad de trabajar con la Fuerza Aérea o sus contratistas. Las medallas se imprimirán en 3D, por supuesto.

Más allá de resolver estos problemas individuales, Roper espera repensar cómo la Fuerza Aérea mantiene su arsenal. El mantenimiento y la logística representan el 70 por ciento del costo total de una plataforma, y ​​cada dólar ahorrado aquí puede destinarse a otro programa (o devolverse a los contribuyentes).

Cuando se fundó 2Is en 2002, House pensó que la fabricación aditiva tenía mucho potencial. Pero hasta hace unos años, la tecnología no estaba en el punto en que pudiera fabricar piezas que fueran lo suficientemente precisas y duraderas para uso militar. «Nos retiramos al proceso de fabricación estándar», dice. Si bien cree que estas técnicas son difíciles de vender para las piezas críticas para la seguridad, como los puntales, las palas del motor y el tren de aterrizaje, dice que le alienta ver que la Fuerza Aérea adopta un enfoque agresivo para hacer avanzar la nueva tecnología. Y que si todavía estaba en el negocio de las piezas, haría el viaje a Salt Lake City y buscaría el oro.

Esta historia apareció originalmente en wired.com.

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