Lourdes Vasquez
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No te puedes perder una camioneta o un SUV de Rivian en la carretera. Sencillamente, no hay nada igual. Quizás sea el exterior brillante o los faros ovalados que parecen mirarte con una expresión amigable. O quizás sea el hecho de que Rivian ha creado un vehículo totalmente eléctrico, todo terreno y «preparado para la aventura» que sencillamente no se parece —ni en diseño ni en conducción— a un VE convencional. Son diseñados para cualquier experiencia, todos con el objetivo de «preservar el mundo natural» al ofrecer una alternativa sostenible al vehículo de combustión interna.
Creando una entrada totalmente nueva en una industria automovilística ya consolidada no es tarea fácil. La empresa atribuye su impresionante velocidad de desarrollo y agilidad a un enfoque digital desde el principio. Con todo el equipo alineado, pueden anticiparse a los posibles problemas antes de estar inmersos en la producción, cuando los cambios son más costosos y llevan más tiempo. Dado que todo en sus vehículos se diseña desde cero, el prototipado es un componente esencial de su éxito. El uso de herramientas de desarrollo digital de producto, incluido Autodesk Fusion, ha permitido al equipo prototipar rápidamente, «fallar rápido», y luego volver a prototipar una y otra vez hasta alcanzar el resultado deseado.
Los primeros pasos con Autodesk Fusion
Jonathan Dankenbring, director de ingeniería de desarrollo de producto del grupo de prototipado rápido dentro del equipo de Proyectos Especiales de Rivian, fue el primero en integrar Fusion en el proceso de desarrollo de Rivian. La capacidad de mecanizado simultáneo en 5 ejes impresionó al equipo desde el principio, pero el punto de inflexión real para ampliar el uso de Fusion en Rivian llegó durante el prototipado de la suspensión del R1. «Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que Fusion podía hacer todo lo que necesitábamos para crear estas piezas», dice Dankenbring.
Durante seis meses, se fueron creando continuamente nuevas iteraciones de la suspensión tras someterlas a pruebas de estrés y resistencia. Con Fusion, podían modificar rápidamente el diseño de las piezas ya fabricadas y mecanizar las nuevas. A medida que las piezas de suspensión se iban reforzando, Rivian empezó a probarlas en carretera. «Fuimos capaces de fallar rápido y pasar por múltiples versiones hasta llegar al producto final que ves hoy en los vehículos», dice Dankenbring.
«El objetivo de mi equipo es saltarnos todos los procesos que ralentizan a una empresa de automoción tradicional. Queremos iterar lo más rápido posible. Queremos poner las piezas en manos de ingenieros, diseñadores y operarios para poder fabricar nuestros coches con rapidez y con calidad. Usar Fusion nos ha permitido hacer todo eso.»
—Jonathan Dankenbring, Director de Ingeniería de Desarrollo de Producto, Rivian
El rodaje de «Long Way Up»
Otro de esos momentos de «fallar rápido» ocurrió durante el rodaje del programa de televisión «Long Way Up». La serie sigue a los actores Ewan McGregor y Charley Boorman viajando por el mundo en largas rutas en moto. En esta ocasión, recorrían desde la Patagonia hasta el sur de California en motocicletas eléctricas Harley Davidson. El programa contó con Rivian para acompañar el rodaje en 2019 — mucho antes de que el camión llegara a producción. Fue la prueba definitiva: llevar el primer modelo R1 por más de 21.000 kilómetros en el mundo real.
En un momento del rodaje, Dankenbring recibió una llamada urgente a la 1:00 de la madrugada en su casa de Míchigan. El brazo de suspensión trasero del camión había sufrido daños al circular por terreno accidentado y necesitaba ser sustituido. Literalmente, no podían detener la producción del programa de televisión. Dankenbring dijo que tendría la pieza de repuesto lista en 8 horas. A la mañana siguiente, las piezas fueron enviadas urgentemente por todo el continente hasta una pequeña localidad en Sudamérica, se instalaron y al poco tiempo ya estaban de vuelta en ruta.
Colaboración entre el estudio de diseño y los equipos de ingeniería
El equipo de prototipado rápido recibe cientos de solicitudes de diferentes equipos de Rivian cada mes. En un mismo día puede llegar la petición del estudio de diseño para imprimir en 3D un componente, o puede que el departamento de ingeniería necesite mecanizar una pieza nueva. La comunicación es clave para gestionar y atender todas estas solicitudes.
«Hay mucha colaboración trabajando con el estudio de diseño y los ingenieros», dice Dankenbring. «Siempre intentamos asegurarnos de que funcione a la primera y de que sea fabricable.»
Matthew Yates, maquinista CNC sénior, asesora sobre diseño orientado a la fabricación (DFM) e ilustra los distintos problemas que pueden surgir durante el proceso de fabricación. Por ejemplo, recientemente intentó programar una pieza, pero el ingeniero había entregado un diseño con un socavado difícil de mecanizar con una herramienta estándar.
«Estuve probando todas las opciones posibles y, al final, decidí entrar en Fusion y dividirla en dos piezas para ver cómo hacerla funcionar», dice Yates. «Podía ir y volver entre CAM y CAD, usar las herramientas de CAD para dividirla, añadir algunas formas y localizar características y agujeros.»
Una vez que Yates encontró la solución ideal, contactó con el diseñador para proponerle los cambios. «Con Fusion, pude mostrarle en pantalla que el resultado final sería el mismo, pero con dos piezas y una pequeña soldadura. Le pareció fantástico y me preguntó si necesitaba ayuda. No fue necesario porque ya podíamos hacerlo todo en Fusion.»
El equipo también se beneficia de que Fusion ofrece tanto el diseño paramétrico como el modelado de forma libre. Recientemente, Yates recibía sugerencias de un soldador que comentó que las piezas serían más fáciles de trabajar si los casquillos fueran un poco más grandes.
«Cuando recibo un diseño, no tiene historial», explica. «Puedo trabajar con él fácilmente en Fusion, a diferencia de software paramétrico como SolidWorks, donde necesitas algún tipo de historial o tienes que empezar a construirlo. Para facilitar el proceso de soldadura, podía entrar directamente en Fusion y usar las herramientas de empujar-tirar para hacer esos agujeros más grandes o más pequeños sin tener que preocuparme por el árbol de historial.»
Moviéndose con velocidad y agilidad
Detrás de la velocidad de innovación de Rivian hay un equipo pequeño: dos maquinistas y tres expertos en fabricación aditiva liderados por Dankenbring. Hoy, su prioridad es optimizar tiempos de preparación y avanzar hacia operaciones automatizadas capaces de funcionar 24/7.
«Estamos muy enfocados en configurar los trabajos rápidamente», dice Dankenbring. «Aspiramos a que con solo unos pocos clics, arrastrando y soltando el archivo en el entorno de configuración, se configure automáticamente el tamaño del material en bruto, el utillaje y la biblioteca de herramientas estándar que tiene en cuenta el material que va a mecanizarse. Podemos contar con Autodesk para ayudarnos a desarrollar mejores procesos y eliminar todas las tareas repetitivas para que podamos hacer clic y listo.»
«Con Fusion, tienes la posibilidad de modificar una pequeña característica en el lado del diseño y, dos clics después, regenerar tu trayectoria de herramienta en el lado de fabricación para ver si mejora el resultado. Es rapidísimo. Y es muy práctico poder hacer esas pequeñas modificaciones teniendo CAD y CAM dentro del mismo sistema.»
—Jonathan Dankenbring, Director de Ingeniería de Desarrollo de Producto, Rivian
El equipo también considera que la impresión 3D les hace mejores maquinistas. Existen materiales industriales en el lado de la impresión 3D que pueden sustituir al mecanizado en muchas aplicaciones diferentes. «No tenemos que tener ocupada una máquina cuando solo se trata de un soporte o unos pasadores de posicionamiento», dice Dankenbring. «Podemos simplemente imprimirlo en 3D.»
Las formas orgánicas para utillajes personalizados creados con diseño generativo son cada vez más frecuentes, pero pueden ser difíciles de mecanizar. «Con Fusion, podemos imprimir en 3D un utillaje personalizado de la noche a la mañana», continúa Dankenbring. «Al día siguiente tenemos un utillaje terminado que podemos montar en nuestra máquina CNC y sujetar una pieza compleja en la orientación preferida para las trayectorias de herramienta. Eso lo cambia todo.»
Prototipado e impresión 3D en la planta de fabricación de Rivian
Dankenbring y su equipo no solo prototipan para los vehículos. También trabajan para mejorar el propio proceso de fabricación.
Aunque el equipo tiene su base en Plymouth, Míchigan, muchos de sus proyectos están destinados a la planta de Rivian en Normal, Illinois. La planta funciona a un ritmo increíblemente rápido y necesita piezas, plantillas y útiles de sujeción de inmediato. Para reducir aún más los tiempos de entrega, llevaron el prototipado y la impresión 3D directamente a la planta.
«Conseguimos un espacio justo en el centro de la planta, y ahora mismo tenemos unas 14 máquinas de fabricación aditiva allí», dice Dankenbring. «Lo gestiona uno de nuestros compañeros, que usa Fusion para el diseño orientado a la fabricación aditiva y para adaptar los modelos y hacerlos más imprimibles. Puede ofrecer entrega en el mismo día o al día siguiente de los utillajes urgentes que quieren usar en la línea para facilitar el trabajo de los operarios y hacer que los coches avancen más rápido.»
Cuando el equipo de prototipado rápido recibe una solicitud de plantilla o utillaje de los ingenieros de proceso de la planta, primero evalúa la complejidad y se pone en contacto con el solicitante para asegurarse de comprender bien la aplicación. Con ese contexto, pueden tomar decisiones más estratégicas sobre el diseño, el material y los métodos de producción.
«Todos estamos motivados por el hecho de querer hacerlo rápido y con el menor coste posible», dice Dankenbring. «Solo 10 o 15 minutos de trabajo de diseño en Fusion hace que la fabricación de estas piezas sea mucho más rápida. Los solicitantes están encantados de no tener que esperar una semana más para que llegue su utillaje.»
Este trabajo en equipo combinando de diseño, impresión 3D y mecanizado fue especialmente exitoso para crear nuevas eficiencias en la producción de los inversores que se montan encima de las unidades de tracción. Durante el proceso de ensamblaje de un inversor, este avanza por la cinta transportadora hacia los robots que añaden y atornillan los componentes. Sin embargo, la estación dejaba caer tornillos dentro del inversor continuamenteno era la situación ideal cuando la línea tenía que detenerse para recuperarlos.
Un ingeniero de proceso se acercó al equipo para ver la posibilidad de crear una tapa para colocar sobre el inversor mientras avanzaba por la línea. Así, los tornillos caerían sobre la tapa y no dentro del inversor. El equipo tomó el diseño, lo cargó en Fusion y distribuyó todos los componentes entre la impresión 3D en la planta y el mecanizado en Míchigan.
«Al principio, el ingeniero quería que todo fuera mecanizado», dice Dankenbring. «Pero nosotros ofrecimos imprimir en 3D partes del conjunto para reducir tiempo y coste. Combinando todas estas tecnologías dentro de nuestro equipo, pudimos producir todas las piezas de corte por láser en pocas horas, mecanizar pasadores en nuestro torno de 5 ejes e imprimir en 3D cientos de insertos en nuestra impresora de fusión en lecho de polvo, la Stratasys H350.»
Se probó la primera versión y requirió algunos ajustes. El equipo actualizó el diseño en Fusion y dio la vuelta rápidamente. En una semana, completaron 100 tapas a un coste de solo 20 dólares cada una. ¿Lo mejor? Cero interrupciones en esa zona de la línea desde entonces.
Mirando al futuro
Todo el equipo está siempre en la misión de seguir innovando y encontrar formas nuevas y mejores de trabajar. Con Fusion, pueden ir siempre un paso por delante. «En los últimos cinco años, Fusion ha crecido junto con nosotros», dice Dankenbring. «Parece que cada pocos meses llega una nueva función en Fusion que nos facilita un poco más el trabajo.»
Una fuerza impulsora para todo el equipo es el hecho de que su trabajo contribuye a la misión de Rivian: crear un producto de impacto que ayude a hacer el mundo más sostenible. Cada día es una nueva aventura.
«Tenemos ingenieros y diseñadores con mucho talento que nos desafían cada día a dar vida a sus prototipos», dice Dankenbring. «Siempre hay algo nuevo, ya sea un prototipo de artilugio de nuestro grupo Adventure Products o unos relucientes brazos de suspensión del equipo de Chasis. Trabajamos con un gran software y con grandes personas aquí en Rivian. Es emocionante todo el tiempo, y tengo mucha suerte de trabajar con nuestro increíble equipo.»
