Setforge para produzir peças compostas em série usando a tecnologia 9T Labs

Por mais de um século, a Setforge (uma subsidiária do Farinia Group, L'Horme, França) forjou e usinou componentes de metal de precisão de alto volume para indústrias exigentes como automotiva e aeroespacial. No entanto, para manter a liderança e se adaptar aos tempos de mudança, a empresa investiu em tecnologia que permitirá projetar e produzir peças compostas reforçadas com fibra de carbono de alto desempenho de forma rápida e econômica para substituir aço, alumínio e titânio de forma significativa massa inferior. Para facilitar a expansão em compósitos avançados, Setforge tornou-se um dos primeiros parceiros da solução de manufatura híbrida OEM 9T Labs AG (Zurique, Suíça) e agora começou a triagem para novas aplicações de peças seriais a serem produzidas em sua plataforma de solução de fusão aditiva da série Red localizada em L 'Hormes, França.

“Escolhemos a plataforma da solução Red Series Additive Fusion, que é uma solução completa que combina software, hardware e suporte. O software Fibrify nos permite projetar as peças com fibra que podemos colocar apenas onde necessário e está diretamente ligado ao software de simulação estrutural disponível comercialmente ”, explica Damien Felix, gerente de projeto de P&D da Setforge. “A combinação de manufatura aditiva [AM] e moldagem é única. Podemos oferecer peças estruturais reproduzíveis e com custos competitivos. A experiência da 9T Labs em compostos nos ajuda a identificar a aplicação certa e projetar peças sob medida com carga facilmente. Podemos até colocar pastilhas de metal, se necessário, antes de densificar as fibras e reduzir a porosidade. Acabamos com peças acabadas de formato líquido com altas taxas de fibra e baixa porosidade que carregam uma carga específica quatro vezes maior do que o aço. ”

Qual é a utilidade de mercado das peças que podem ser produzidas no formato quase final,
com uma relação peso-desempenho otimizada e maior mecânica
desempenho do que de outros processos de fibras de carbono de alta velocidade? Didier Henry, diretor da Setforge diz que a resposta é “qualquer mercado dominado por alumínio e titânio, ou onde peças fortes e leves sejam valiosas. Essas peças serão até de interesse para substituir outras peças compostas que precisam ser melhoradas, iluminadas e tornadas mais fortes. ”

Com a configuração de suas primeiras capacidades de produção de fibra de carbono AM graças ao 9T Labs, a Setforge diz que será capaz de produzir até 5.000 peças compostas de fibra de carbono por ano em tamanhos de até 350 x 270 x 250 milímetros. Conforme a capacidade aumenta em 2023 e além, Setforge espera ser capaz de produzir 100.000 peças / ano e estender as dimensões das peças.

“Com a Série Vermelha, queremos propor a substituição de peças de metal por compostos para nossos mercados atuais, como automotivo ou aeroespacial, mas também queremos propor soluções inovadoras para novos mercados - por exemplo, luxo, esportes, medicina, exoesqueleto [por exemplo, sistemas ergonômicos de elevação auxiliar vestíveis] e drones ”, acrescenta Felix. (Consulte “9T Labs avalia AM para aplicações médicas e aeroespaciais.”)

A tecnologia de fabricação avançada híbrida da 9T Labs permite que peças estruturais de alto desempenho - desafiando seções de tamanho pequeno a médio e espessas - sejam produzidas em compósitos termoplásticos reforçados com fibra de carbono (CFRTP) em volumes de produção que variam de 100 a 10.000
peças / ano. Ao combinar a impressão 3D (que oferece liberdade de design, parte
complexidade e controle da orientação da fibra) com moldagem por compressão em matrizes de metal combinadas (proporcionando tempos de ciclo rápidos, altas taxas de produção, excelentes acabamentos de superfície com baixos vazios, além de alta repetibilidade e reprodutibilidade), o sistema de produção híbrido oferece é relatado para oferecer o melhor de manufatura aditiva e subtrativa.

A plataforma patenteada Red Series Additive Fusion Solution da empresa consiste em um Build Module - uma impressora 3D que fornece configuração de fibra e produção de pré-formas - e um Fusion Module - prensa de compressão compacta que fornece consolidação de pré-formas e formação da peça final. O hardware é compatível com o pacote de design Fibrify da 9T Labs. Este software permite que arquivos CAD sejam importados, design de peças e layups de fibra otimizados e, em seguida, movidos para grandes comerciais
programas de análise estrutural para verificar o desempenho estrutural. Isso, diz o 9T Labs, elimina o ciclo caro e demorado de "fazer e quebrar" de projetar peças, produzir e testar protótipos e modificar ainda mais os projetos para atender mais de perto as metas de desempenho e custo. Por sua vez,
isso ajuda os fabricantes a lançar peças no mercado com mais rapidez e menor custo.

Juntos, o sistema pode produzir peças estruturais de maneira rápida, eficiente, consistente e econômica com alta complexidade em compostos CFRTP, desde a prototipagem inicial até a fabricação de alto volume. Além disso, o uso de materiais comprovados padrão da indústria - puro de alto desempenho (não reforçado) e poliamida reforçada com fibra de carbono 12 (PA12), polifenilenossulfeto (PPS), polietercetonecetona (PEKK) e poliéteretercetona (PEEK) - leve, peças compostas estruturais capazes de substituição de metais em ambientes desafiadores podem ser produzidos de forma acessível com baixo desperdício, uma melhor relação compra-para-voar e altos níveis de R&R. Uma vez que as matrizes termoplásticas podem ser reprocessadas por fusão, o material de sucata e as peças podem ser reciclados e vários subconjuntos impressos em 3D podem ser soldados juntos durante a etapa de fusão.