Las impresoras 3D de metal en el frente de Ucrania fabrican repuestos críticos

Este trinquete de artillero de aluminio y bronce se imprimió en 3D en la impresora de metal WarpSpee3D en menos de 60 ... [+] minutos.

Steven Camilleri, cofundador del fabricante de impresoras 3D Spee3D y su personal clave acaban de regresar a casa desde Jasionka, Polonia, donde pasaron las últimas semanas entrenando al ejército ucraniano en la impresión de piezas metálicas en 3D.

El Departamento de Defensa de Estados Unidos suministró a Ucrania siete enormes impresoras Spee3D a través de la Iniciativa de Asistencia a la Seguridad de Ucrania y es probable que se desplieguen cerca de las líneas del frente. Su misión es fabricar rápidamente piezas de reparación críticas para más de 40 plataformas blindadas diferentes y sistemas de equipos militares obsoletos donados por varias naciones para apoyar a Ucrania en su guerra con Rusia.

La flota de impresoras 3D de metal Spee3D (llamadas WarpSpee3D y con un precio de alrededor de 1 millón de dólares cada una) no pretende reemplazar las cadenas de suministro normales cuando se puedan conseguir piezas de repuesto. En cambio, la atención se centra en las partes críticas, o lo que los militares llaman “partes de consecuencia”. De los cuales hay una demanda constante.

"Cuando una bisagra de un transporte de tropas está rota y la puerta de 400 kilogramos no permanece abierta, eso es un problema", dice Calum Stewart, quien ayudó a dirigir el programa de capacitación de Spee3D en Polonia.

Otra parte de la consecuencia podría ser la herramienta especializada para el arma del M113 australiano que solo fue producida hace 40 años por un OEM y ya no se fabrica, pero no se puede reparar el arma sin ella, continúa Stewart.

Bisagras, soportes, accesorios, conectores, bombas, palancas: todo tipo de piezas, grandes y pequeñas, pueden detener un avance o paralizar una operación. Las unidades de impresión 3D desplegables pueden fabricar estas piezas en menos de un día, peligrosamente cerca del punto de necesidad.

La versión del tamaño de un contenedor de WarpSpee3D, llamada impresora 3D de metal XSpee3D de Spee3D, se puede implementar prácticamente en cualquier lugar.

La reparación de daños en batalla es para lo que se crearon las impresoras Spee3D. De hecho, desde el momento en que el equipo de Spee3D aterrizó en Polonia con sus impresoras 3D, se les pidió que comenzaran a diseñar y fabricar piezas importantes que tanto necesitaban.

"Estas piezas metálicas críticas no eran grandes, ni complejas ni pesadas, pero impedían que las plataformas militares funcionaran, y los repuestos tardarían meses en llegar", dice Stewart. "Ahora pueden hacerlos en 30 minutos".

En realidad, el diseño, la impresión, el tratamiento térmico y el mecanizado llevan más bien horas; sin embargo, en el lapso de una mañana, las siete unidades impresoras pueden fabricar docenas de piezas.

Poco más de una docena de soldados ucranianos fueron enviados a Jasionka para entrenar con Spee3D. Estaban ansiosos por conocer el nuevo equipo, que hasta ahora sólo ha estado disponible para los militares de EE. UU., Reino Unido, Australia y, recientemente, Japón.

Andrew Duguid de Spee3D ayudó a capacitar a los soldados ucranianos en los conceptos básicos de la metalurgia que necesitarán saber para imprimir en 3D piezas metálicas en el campo.

Entrenando 12 horas al día durante 15 días, los ucranianos, que incluían soldados de carrera e ingenieros recién reclutados especialmente para este programa, no eran los estudiantes a los que Spee3D está acostumbrado.

"Hay una gran diferencia entre entrenar a alguien para que esté preparado y entrenar a alguien cuando suenan los tambores de guerra", dice Chris Harris, vicepresidente de defensa de Spee3D. "Esta es la primera vez que participo en una capacitación en fabricación aditiva cuando las vidas de los estudiantes estaban literalmente en riesgo".

El aula y el trabajo práctico cubrieron todo, desde la teoría del diseño de ingeniería de cinco etapas y el proceso de gestión de riesgos de nueve etapas hasta la metalurgia y el funcionamiento de las impresoras, todo traducido al ucraniano.

"Estos muchachos estaban obteniendo una carrera de tres años en el espacio de dos semanas", dice Stewart. “Trabajamos para aprovechar al máximo cada hora. Eran muy curiosos y deseosos de aprender, y el nivel de preguntas era realmente bastante alto. Habrían trabajado 20 horas al día”.

Spee3D no es una empresa grande, por lo que todos se pusieron manos a la obra para esta operación. En Polonia, quienes impartieron la capacitación con Harris, Stewart y Camilleri, quien también es director de tecnología de la empresa, fueron el director de ingresos Paul Maloney y el gerente de productos tecnológicos Matthew Harbridge.

Tanto Harris como Stewart son ex militares con experiencia en ingeniería y mantenimiento de equipos, por lo que saben a qué se enfrentarán los ucranianos en el campo.

“Otro soldado les traerá un problema y les dirá: '¿Necesito que me imprimas esta pieza?'”, dice Stewart. “Pero ese es el enfoque equivocado. No necesitan imprimir una pieza, necesitan saber cómo resolver un problema”.

Aunque los equipos militares más nuevos pueden tener archivos de diseño digitales que permitan a los ingenieros imprimir piezas de repuesto en 3D más fácilmente, Harris y Stewart anticipan que los ucranianos diseñarán piezas principalmente desde cero utilizando software de diseño asistido por computadora (CAD). Es posible que incluso puedan crear piezas que funcionen mejor que las originales, lo cual es una ventaja única de la fabricación aditiva.

El DOD ha estado trabajando con Spee3D a través de varias pruebas de campo y tiene un gran interés en lo que ofrecen las impresoras 3D de metal de la compañía: piezas metálicas sólidas completadas en cuestión de horas desde una impresora en contenedor totalmente móvil que se puede implementar prácticamente en cualquier lugar.

Las impresoras 3D de metal Spee3D utilizan una tecnología llamada fabricación aditiva por pulverización en frío, que pulveriza ... [+] polvo metálico sobre una placa de construcción de aluminio a velocidades superiores a Mach 2.

Desarrollada originalmente con el ejército australiano (Spee3D es una empresa australiana), la unidad WarpSpee3D ha sido probada en el campo en un barco naval y durante ejercicios con fuego real. El conflicto ucraniano le da a la empresa la oportunidad de aprender de los ucranianos mientras superan los límites de las máquinas.

Las impresoras Spee3D utilizan un método de impresión 3D de metal llamado fabricación aditiva por pulverización en frío, que es particularmente aplicable a entornos de primera línea porque no utiliza láseres ni gases, como otras tecnologías de impresión 3D de metal. En lugar de fundir metal, este método utiliza energía cinética para unir partículas de metal en un estado sólido para crear una pieza final.

WarpSpee3D también es extremadamente rápido y energéticamente eficiente. Puede construir piezas grandes de hasta 1 metro de diámetro o 40 kg de peso en varios metales. Por ejemplo, este trinquete de artillero de bronce y aluminio de cuatro libras y media que se muestra a continuación se produjo en 60 minutos.

Calum Stewart y Chris Harris de Spee3D presentan la impresora 3D de metal WarpSpee3D en Polonia al personal militar de Europa Central.

La AM con pulverización en frío también puede reparar y recubrir piezas metálicas, esencialmente rociando y uniendo metal sobre una pieza existente, que también se utiliza para agregar formas o características adicionales.

El WarpSpee3D es relativamente fácil de operar, dice Harris, y, afortunadamente para los ucranianos, gran parte de la brecha lingüística se mitiga con instrucciones en pantalla en imágenes.

"Significativo", así es como Harris caracteriza el efecto de siete impresoras 3D WarpSpeed ​​sobre el estado general de preparación de las defensas de la nación. "No desde el principio, tenemos que pasar por la etapa de adopción temprana y la etapa de aprendizaje, pero una vez que lo logren, creo que será significativo".

Spee3D tiene el contrato para dar soporte a estas impresoras y a los soldados que las operan durante los próximos años. La compañía espera regresar a Jasionka para entrenar a más soldados ucranianos para que sean ingenieros de fabricación aditiva en el frente.