Por Raymond Deplazes
Tanto Autodesk como
Airbus se dedican a ir más allá de los límites de las tecnologías
avanzadas en búsqueda de la innovación y de un mundo más
sustentable. Por lo que, no es de extrañar que las dos empresas se
unan para cambiar radicalmente la forma en que se fabricarán y
construirán las cosas en la industria aeroespacial en un futuro
próximo.
El día de hoy, en
Autodesk University en Las Vegas, Airbus ha revelado detalles de cómo
está utilizando el Diseño Generativo para enfrentar los retos
complejos de ingeniería, arquitectura y sistemas. La solución de
estos desafíos permitirá que las empresas sean más inteligentes,
eficientes y económicas, al mismo tiempo que atienden mejor las
necesidades de su fuerza de trabajo y tienen un menor impacto
negativo en el medio ambiente.
Conoce más sobre
cómo el diseño generativo está inspirando el futuro de la
exploración espacial.
Como parte de un
esfuerzo continuo, Airbus está reimaginando múltiples componentes
estructurales de aeronaves, aplicando el Diseño Generativo de
Autodesk para desarrollar piezas más ligeras que superen los
estándares de rendimiento y seguridad. En una industria en la que
menos peso equivale a menos consumo de combustible, la utilización
de este enfoque representa una gran oportunidad para reducir los
efectos adversos de los viajes aéreos en el medio ambiente.
Airbus también está
mirando más allá de las partes del avión hacia los procesos y
espacios para fabricarlas, empleando el Diseño Generativo para el
diseño de fábricas adaptables, certificadas por DGNB y LEED, con
una logística racionalizada para facilitar la mejora de las
condiciones de trabajo de los empleados y una mayor productividad.
Partición biónica
2.0
En 2015, Airbus
presentó su primera prueba de concepto de Diseño Generativo. La
"partición biónica" es una versión de nueva generación
de la estructura de soporte de la pared y del asiento de salto que
divide el compartimento de pasajeros de la cocina de un avión.
El diseño inicial
era prometedor – 45 por ciento más ligero que la parte
tradicional, pero igual de resistente. Airbus estimó que el nuevo
enfoque de diseño podría ahorrar casi medio millón de toneladas
métricas de emisiones de CO2 al año si se desplegara en su cartera
de aviones A320.
Originalmente la
intención era fabricar la nueva partición utilizando la fabricación
aditiva de metales. Pero debido a una serie de variables en el
mercado de la fabricación y los requisitos de materiales, quedó
claro que sería necesario un proceso de fabricación alternativo.
Afortunadamente, la tecnología de Diseño Generativo de Autodesk ha
seguido madurando y ahora es capaz de optimizar múltiples técnicas
de fabricación avanzadas durante la fase de diseño del desarrollo
del producto.
Para Airbus, esto
significaba que podían utilizar el Diseño Generativo para crear un
molde de plástico impreso en 3D para la partición y, a
continuación, fundir la pieza en una aleación que ya está
calificada para el vuelo. La partición biónica 2.0 es tan
resistente y ligera como su predecesora y puede fabricarse a escala
de una manera más asequible.
"El diseño
revisado hace que la partición biónica sea mucho más viable para
la producción. El primer prototipo está en producción, esperamos
terminarlo antes de finales de año", dijo Bastian Schaefer,
diseñador de Airbus quien ha estado liderando la colaboración con
Autodesk. "El proceso y la tecnología han evolucionado hasta el
punto en que ahora podemos fabricar múltiples unidades a un costo
considerablemente menor".
Airbus está en
proceso de utilizar el Diseño Generativo para repensar otros
componentes estructurales de la aeronave, incluyendo el borde de
ataque del plano de cola vertical (VTP) del A320. El propósito de un
VTP (o estabilizador vertical) en un avión es proporcionar
estabilidad direccional y reducir la ineficiencia aerodinámica
causada por el movimiento de lado a lado.
El Diseño
Generativo está permitiendo al equipo evaluar cientos de
alternativas de diseño que cumplen con los objetivos de rigidez,
estabilidad y masa del VTP.
Fábrica del futuro
Las respuestas
positivas a lo que el Diseño Generativo podía hacer por los
componentes de los aviones llevaron a Airbus a explorar lo que la
tecnología podría hacer por otras partes de su negocio. A
principios de este año, el equipo comenzó a pensar en cómo se
podría aplicar el Diseño Generativo al diseño de edificaciones, la
distribución y los flujos de trabajo de sus fábricas.
Primero, estudiaron
una línea de montaje para las alas del A350 en la que se requiere
una cantidad significativa de mano de obra y varias herramientas
diferentes. El objetivo era averiguar cómo se podía configurar una
única bahía de fábrica para múltiples variaciones de alas de las
diferentes generaciones del A350, con ubicaciones óptimas de las
herramientas y rutas de desplazamiento, y con un mínimo de
congestión y cuellos de botella.
Basándose en el
éxito de este proyecto piloto, Airbus está centrando su atención
en una fábrica completamente nueva para el montaje de motores, que
se construirá el año que viene en un terreno vacío en su campus de
Hamburgo, Alemania. El objetivo es, en última instancia, ensamblar
los motores de forma más rápida, con flujos logísticos más
eficientes y una mano de obra más numerosa, en una fábrica que
pueda ampliarse y adaptarse para satisfacer las necesidades actuales
y futuras de Airbus.
El equipo identificó
10 limitaciones para la evaluación por parte del sistema de Diseño
Generativo, algunas de las cuales pesan más que otras, como la
eficiencia y el costo.
Eficiencia del lote
– cantidad total y proporción de espacio sobrante utilizable
dentro de los límites del sitio y fuera de la huella del edificio.
Costo de
construcción – características críticas para estimar el costo de
construcción del edificio, incluyendo la estructura total del
edificio, el número y tamaño de estructuras únicas, y el área de
varios materiales utilizados en la fachada.
Sustentabilidad –
características críticas para la certificación DGNB/LEED,
incluyendo cubierta verde para los empleados, acústica de edificios,
confort térmico, zonas de biodiversidad, superficies permeables y
estacionamiento para bicicletas.
Condiciones de
trabajo de los empleados – distancia desde las estaciones de
trabajo hasta los baños (a ser minimizada); y vistas a las áreas
verdes al aire libre desde las salas de reuniones, cafetería, salas
de descanso y cocina.
Flujo logístico /
flujo de pintura / flujo de motor (tres restricciones separadas) –
rutas de flujo entre estaciones a lo largo de la secuencia de
producción.
Experiencia del
cliente – vistas desde el vestíbulo y otras zonas de clientes
hasta las estaciones de montaje y las áreas verdes al aire libre.
Luz de día –
cantidad de luz natural difusa en espacios críticos para la oficina,
la producción y la experiencia del cliente.
Flexibilidad –
potencial para que el edificio se expanda en el futuro, especialmente
dentro de los límites del sitio original.
El Diseño
Generativo proporcionó dos caminos que Airbus está considerando
actualmente: un edificio más grande con una estructura no
convencional, o los mismos elementos de fábrica optimizados para
encajar en una estructura rectangular más pequeña.
"El Diseño
Generativo nos está ayudando a crear un diseño arquitectónico más
sustentable que tenga más en cuenta los factores humanos críticos y
las condiciones de trabajo", dijo Schaefer. "También ha
ampliado nuestra forma de pensar y nuestro enfoque del diseño,
superando nociones preconcebidas y puntos ciegos. Sea cual sea el
diseño que elijamos, sabemos que la fábrica funcionará más
eficientemente y será menos costosa de construir".
Para Airbus, parece
que el futuro de la fabricación y la construcción ha llegado.
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