9T Labs avalia AM para aplicações médicas aeroespaciais

A 9T Labs (Zurique, Suíça) fabrica os sistemas da Série Vermelha de Tecnologia de Fusão Aditiva (AFT) para a fabricação de peças contínuas de polímero reforçado com fibra. O sistema possui três componentes:software de design Fibrify, uma impressora 3D chamada Build Module e um Fusion Module que consolida a parte impressa. O volume de construção da Red Series é 350 x 270 x 250 milímetros e os materiais disponíveis são fibra de carbono / PEKK e fibra de carbono / PA12, com 60% de fração de volume de fibra (FVF).

9T Labs revelou recentemente detalhes de dois estudos recentemente concluídos que avaliaram a viabilidade de usar a Série Vermelha para substituir uma peça metálica existente. Um é uma dobradiça aeroespacial e o outro é uma ferramenta cirúrgica, chamada de braço de mira.

A dobradiça é atualmente feita de aço e apresenta uma placa vertical montada em uma placa de base com quatro orifícios de fixação. O estudo avaliou a otimização e redesenho da topologia, estratégia de múltiplos corpos, estratégia de reforço, redução de peso e análise de custos. A otimização da topologia levou a um redesenho otimizado, seguido pelo desenvolvimento de uma estratégia de manufatura. A decisão aqui foi fabricar a dobradiça em partes - placa vertical e uma placa de base de dois componentes - e depois uni-las durante a consolidação no processo de “fusão”. O software Fibrify orientou o desenvolvimento de uma estratégia de layup de fibra para cada componente de dobradiça, que envolveu vários layouts para cada um. O material é uma combinação de PEKK puro (35%) e fibra de carbono / PEKK (65%). O volume da peça é de 18,3 centímetros cúbicos; o peso da peça é de 27 gramas, o que representa uma economia de 78% em relação à versão em aço. A análise de custo de produção da 9T Labs avaliou os custos de ferramentas, materiais, equipamentos e mão de obra e determinou que a substituição do composto custaria 50% menos para fabricar do que a peça de aço legada.

O braço de mira cirúrgica é um dispositivo de liga de alumínio em forma de T com vários orifícios, usado para alinhar ferramentas cirúrgicas durante uma operação. Ele recebe cargas mecânicas relativamente modestas, mas passa por vários ciclos de esterilização e deve manter uma excelente precisão dimensional. A translucidez dos raios X também é crítica. A estratégia de layup focou no desenvolvimento de superfícies externas robustas e estabilidade dimensional dos furos, o que foi conseguido pela interconexão direta dos furos por meio da colocação de fibras. O projeto final apresenta 90 camadas fabricadas aditivamente para criar uma espessura de 20 milímetros. Os materiais são PEKK (60%) e fibra de carbono / PEKK (40%). O volume da peça é de 62,5 centímetros cúbicos; O peso da peça é de 88 gramas, o que representa uma economia de peso de 48% em comparação com a versão de alumínio. A análise de custo de produção realizada foi a mesma da dobradiça aeroespacial e mostrou economia potencial de até 68%.