Un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Fabricación y Automatización IPA ha realizado una investigación, junto a otras compañías, sobre la viabilidad técnica de acondicionar motores usados de ebikes y darles una segunda vida.
“Generalmente, en una bicicleta eléctrica, aunque esté defectuosa una marcha, se suele reemplazar todo. Para los talleres de bicicletas eléctricas las reparaciones no valen la pena y para los fabricantes los mayores factores de costo son las sustituciones del motor. Nuestro objetivo era implementar una red de preservación de valor mediante el establecimiento de un proceso industrial de remanufactura“, explica Jan Koller, gerente de proyecto y líder de grupo en Fraunhofer IPA.
Como primer paso, Koller y su equipo examinaron varios motores de bicicletas eléctricas y su probabilidad de fallo. A continuación, examinaron bajo qué condiciones las piezas de repuesto con una alta tasa de desgaste, como engranajes y brazos dinamométricos, podrían diseñarse con fabricación aditiva.
Dependiendo de la geometría de los componentes, los científicos obtuvieron los datos necesarios para la impresión 3D, ya sea a través del modelado 3D o la digitalización 3D. Después, se seleccionaron materiales y procesos aditivos y, junto con las empresas cirp y Electric Bike Solutions, Fraunhofer IPA fabricó los componentes y probó su vida útil, desarrollo de ruido y resistencia a la temperatura en bancos de prueba especialmente desarrollados y bajo cargas reales.
En total, se produjeron más de 120 componentes de 20 materiales diferentes a partir de la impresora 3D. La sinterización de alta velocidad, un proceso especial para la producción o modificación de materiales, en combinación con la poliamida plástica 12 (PA12), demostró ser particularmente prometedora, según relatan los científicos. Las pruebas se llevaron a cabo en en la fábrica alemana ‘RemanLab‘, ubicada en Bayreuth.
Tras diversos ensayos y pruebas, los socios del proyecto han demostrado la viabilidad técnica y la durabilidad de estos motores, ya que se probó que tanto los componentes individuales, como los engranajes de transmisión, pueden fabricarse aditivamente y utilizarse de manera sostenible.
“Al final de la cadena de proceso, la remanufactura da como resultado un motor de bicicleta que es equivalente en calidad a un motor recién fabricado y también incluye la misma garantía”
Jan Koller, gerente de proyecto
Remanufactura aditiva
Otro aspecto que han tenido en cuenta los investigadores es la evaluación ecológica del proceso de remanufactura en comparación con la nueva producción.
“La fabricación aditiva tiene el potencial de aumentar la circularidad en la industria de la bicicleta eléctrica y reducir el desperdicio de recursos. Se puede disminuir en un 90 % la cantidad de Co2, en comparación con lo que produciría una nueva producción”
Ingenieros industriales del proyecto
En el proyecto destacan el potencial de ahorro económico que supone ofrecer una segunda vida a los motores de bicicletas eléctricas.
“Hasta ahora, la remanufactura se ha caracterizado por procesos costosos y laboriosos. En el RemanLab, estamos demostrando cómo las tecnologías digitales y la automatización pueden revolucionar la remanufactura no solo de motores eléctricos, sino también de pequeños electrodomésticos y otros productos en el futuro”, expone Koller.
Los investigadores pertenecen al instituto Fraunhofer IPA y el proyecto “AddRE-Mo” está financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF). Han participado como socios cirp GmbH, Electric Bike Solutions GmbH, Trägerverein Umwelttechnologie-Cluster Bayern e.V. y el Instituto Wuppertal para el Clima, el Medio Ambiente y la Energía gGmbH.