Clean Sky 2 Projeto IMCOLOR desenvolve processo de manufatura integrado para design de produto leve

Um projeto recente da Clean Sky 2, IMCOLOR, foi relatado por ter desenvolvido um novo processo de fabricação que combinava um processo de moldagem por injeção multi-shot com a integração de reforços contínuos de fibra de carbono. Juntos, com o uso de um material de núcleo de sal descartável (que poderia suportar cargas de injeção), uma peça de máquina de ciclo de ar leve e ecológica foi produzida.

De acordo com os parceiros envolvidos, a sinergia formada entre a moldagem por injeção e a colocação automática de fibras termoplásticas com in-situ a consolidação (TP-AFPisc) impulsionará os projetos futuros que são leves, mas funcionam em um alto nível mecânico, com técnicas de produção automatizadas e fáceis de reproduzir. Diz-se que o TP-AFPisc é diferente dos procedimentos atuais de última geração, em que as estruturas compostas são normalmente construídas dentro de cadeias de processo. Além disso, os parceiros observam que a arquitetura da fibra é precisamente adaptada às necessidades do usuário, envolvendo as inserções fabricadas TP-AFPisc, o esforço para aparar as peças compostas é minimizado e o refugo é reduzido.

De acordo com a Clean Sky, vários benefícios adicionais surgem com esse novo procedimento. Por exemplo, nenhum tratamento de íon de cromo hexavalente (Cr6 +) - a forma mais tóxica de cromo, que tem efeitos ambientais negativos - é necessário no processo de fabricação. Além disso, com a integração de materiais termoplásticos, as peças produzidas a partir desse processo aumentarão a eficiência, diminuirão o combustível e as emissões, serão recicláveis ​​e reterão auxiliares de processo ecologicamente corretos.

Alguns dos desafios enfrentados pelo projeto IMCOLOR incluíram encontrar um projeto de cavidade adequado e parâmetros de injeção para encapsular inserções de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) no polímero de moldagem por injeção. De acordo com os parceiros do projeto, também era difícil encontrar uma combinação de materiais adequada para facilitar a boa ligação entre as inserções de CFRP e os polímeros. Os insertos de CFRP também tiveram que ser fixados corretamente durante as injeções de alta pressão, para que nenhuma deformação ou desalinhamento ocorresse.

Uma descoberta inesperada foi defeitos de enrugamento fora do plano em inserções de 23 camadas (3 milímetros de espessura) na peça do modelo. Os parceiros acreditam que isso provavelmente se deve ao ajuste entre o núcleo do molde e a pastilha. No entanto, este efeito não ocorreu para as inserções de 70 camadas (10 milímetros de espessura) da peça demonstradora.

Os próximos passos para o gerente de tópico serão uma investigação mais aprofundada da nova combinação de materiais e uma avaliação interna do novo processo. O consórcio também investigará o potencial dos núcleos de sal para a produção de compósitos e processos de fundição de metal, tanto internamente quanto em projetos subsequentes.

Os parceiros envolvidos neste projeto incluíram Liebherr Aerospace Toulouse SAS (Haute-Garonne, França), a Technische Universitaet Muenchen (TUM, Alemanha), Centro de Pesquisa de Compostos Termoplásticos (TPRC, Enschede, Holanda), Apppex GmbH (Munique, Alemanha) e Fischer Advanced Componentes compostos (FACC, Ried im Innkreis, Áustria). A contribuição total da UE foi de 254 775 €.