Antich and Sons desenvolve técnica de fiação de fios compostos para produção de pré-formas tecidas em 3D

A produtora de tecidos Antich and Sons (Huddersfield, Reino Unido) alcançou uma mudança radical em sua capacidade de fabricação para produzir pré-formas trançadas multicamadas 3D para compósitos avançados usados ​​na indústria aeroespacial e automotiva por meio de um projeto pioneiro com o Centro de Pesquisa de Manufatura Avançada da Universidade de Sheffield (AMRC, Catcliffe, Reino Unido)

A capacidade avançada de Antich and Sons é o culminar do FABFORM, um projeto de três anos realizado com o AMRC e financiado pela Innovate UK, que se concentrou no desenvolvimento de métodos adicionais necessários para criar pré-formas estabilizadas e quase líquidas de espessura variável. Essas pré-formas permitirão o uso eficiente do material dentro de um componente, garantirão o tamanho e a forma corretos para cair em moldes usados ​​para injeção de resina de matriz composta, bem como facilitarão um manuseio e transporte mais fáceis e robustos.

O chefe de pesquisa e desenvolvimento da empresa, Andy Smith, diz que os desenvolvimentos na estabilização e corte de pré-formas de fibra de carbono tecidas em 3D com espessuras uniformes e variáveis ​​são uma conquista significativa para a empresa sediada em Huddersfield, levando-a além do estado atual de recursos de fabricação de última geração.

“Os métodos de espessura variável, estabilização e corte desenvolvidos para materiais tecidos em 3D no FABFORM permitem um avanço significativo na cadeia de valor”, diz Smith. “Leva o Antich de um tecelão de tecido a um fabricante de pré-formas compostas avançadas, prontas para a próxima etapa do processo de fabricação.”

Smith observa que o desenvolvimento de processos-chave necessários para transformar tecidos trançados em 3D em pré-formas "prontas para o molde" ainda é imaturo na cadeia de suprimentos do Reino Unido. Ele diz que os novos desenvolvimentos da Antich and Sons trazem grande valor para o mercado, avançando nas tecnologias de fabricação, melhorando o desempenho do produto e otimizando as capacidades de produção.

“No passado, as pré-formas tecidas em 3D eram um trabalho difícil de preparar para as operações de moldagem e também estavam sujeitas a deterioração quando manuseadas e cortadas”, diz Smith. “Portanto, sentimos que era crucial que, como tecelão, desenvolvêssemos a tecnologia durante e após a tecelagem para fornecer pré-formas acabadas e estáveis ​​que podem ser facilmente utilizadas pelos usuários finais.

“A capacidade de acessar as instalações de classe mundial na Universidade de Sheffield AMRC foi uma grande ajuda na adoção de uma abordagem científica para avaliar, selecionar e testar as tecnologias certas, bem como desenvolver os processos em escala industrial, equipamentos de alta tecnologia . ”

Chris McHugh, gerente de desenvolvimento de fibra seca no AMRC Composite Center, diz que os desenvolvimentos alcançados por meio do FABFORM apóiam a criação de produtos mais competitivos, mais leves, rígidos e fortes, além de ajudar a diversificar os fluxos de renda, criando novos empregos e aumentando a base de habilidades em compósitos.

Ele acrescenta:“A colaboração entre o AMRC e a Antich and Sons utilizou as tecnologias avançadas combinadas e a experiência disponível para aprimorar as capacidades de pré-formação de tecelagem 3D para a manufatura no Reino Unido. Os resultados do projeto têm potencial para gerar novos negócios significativos e fortes exportações para o Reino Unido, em aplicações de manufatura de alto valor em vários setores, incluindo os fortes mercados de exportação automotivo e aeroespacial ”.

Smith diz que o FABFORM foi “um excelente primeiro passo” na incorporação de tecnologias-chave, como redução de espessura, estabilização e corte de bordas, que convertem mecanicamente o tecido 3D em uma pré-forma utilizável para uma operação de moldagem composta.

Ele diz que o know-how deste projeto foi desenvolvido investigando várias técnicas de estabilização de pré-formas e avaliando quantitativamente seu desempenho por meio de vários métodos de teste, como testes de desfiamento de bordas e testes de cisalhamento de moldura de imagem, para citar alguns. Seguiu-se a comparação de uma ampla gama de métodos de aparagem das pré-formas, incluindo laser, corte por jato de água e métodos ultrassônicos.

“A capacidade de fornecer pré-formas avançadas e prontas para uso abre novos caminhos para o desenvolvimento de materiais estruturais e complexos alternativos no mercado do Reino Unido, permitindo a criação de produtos mais competitivos”, acrescenta Smith. “Oportunidades futuras em mercados como energias renováveis ​​(pás de turbinas eólicas), ferrovias (estrutura da carroceria), processamento industrial e defesa proporcionarão benefícios de longo prazo para o setor de compósitos mais amplo do Reino Unido.”

Com mais de dez anos de experiência em pesquisa e desenvolvimento de compósitos, em áreas como compósitos de matriz de polímero (PMC) e compósitos de matriz de alumínio (AMC), a Antich and Sons diz que continua a impulsionar os negócios em novas aplicações para sua tecnologia de tecelagem.

A empresa adquiriu uma única máquina de tecer de pinças 3D da Lindauer Dornier GmbH (Lindau, Alemanha), incluindo uma plataforma de decolagem horizontal (HTO) que é considerada a primeira de seu tipo no Reino Unido. desenhe o tecido da máquina em uma configuração horizontal reta, em vez de em torno de um rolo, o que é fundamental para evitar a distorção com tecidos grossos e forma a base para técnicas de separação de camadas que facilitam espessuras variáveis, diz a empresa. A capacidade de moldagem por transferência de resina (RTM) de protótipos também foi adicionada para acelerar os ciclos de desenvolvimento.

A Antich and Sons pretende expor na Advanced Engineering e na JEC World quando as conferências retornarem.