Antich & Sons Revolucionam Produção de Pré-formas Compósitos 3D-Tecidas com Nova Técnica de Fiação de Fio

A produtora de tecidos Antich and Sons (Huddersfield, Reino Unido) alcançou uma mudança de passo em sua capacidade de fabricação para produzir pré-formas 3D multicamadas tecidas acabadas para compósitos avançados usados em aeroespacial e automotivo através de um projeto pioneiro com o Centro de Pesquisa Avançada de Manufatura da Universidade de Sheffield (AMRC, Catcliffe, Reino Unido).

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

O chefe de pesquisa e desenvolvimento da empresa, Andy Smith, diz que os desenvolvimentos na estabilização e acabamento de pré-formas de fibra de carbono 3D-tecidas com espessuras uniformes e variáveis é uma conquista significativa para a empresa baseada em Huddersfield, movendo-a além das atuais capacidades de fabricação de ponta.

"A espessura variável, estabilização e métodos de acabamento desenvolvidos para materiais 3D-tecidos no FABFORM permitem um avanço significativo na cadeia de valor", diz Smith. "Leva a Antich de tecelã de tecido a fabricante de pré-formas compósitos avançadas prontas para o próximo passo no processo de fabricação."

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

"No passado, pré-formas 3D-tecidas eram trabalho duro para preparar para operações de moldagem e também eram passíveis de deterioração quando manuseadas e cortadas", diz Smith. "Portanto, sentimos que era crucial que, como tecelões, desenvolvêssemos a tecnologia tanto durante quanto pós-tecelagem para fornecer pré-formas acabadas, estáveis, que possam ser facilmente utilizadas pelos usuários finais.

"A capacidade de acessar as instalações de classe mundial no AMRC da Universidade de Sheffield foi uma grande ajuda para adotar 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 Centro de Compósitos do AMRC, diz que os desenvolvimentos alcançados através do FABFORM apoiam a criação de produtos mais competitivos que são mais leves, rígidos e fortes, bem como ajudam a diversificar fontes de renda, criar novos empregos e aumentar a base de habilidades em compósitos.

Ele acrescenta: "A colaboração entre o AMRC e a Antich and Sons utilizou as tecnologias avançadas combinadas e experiência disponível para avançar capacidades de pré-formação de tecelagem 3D para manufatura do 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 transversais, incluindo os fortes mercados de exportação em automotivo e aeroespacial."

Smith diz que o FABFORM foi "um excelente primeiro passo" na incorporação de tecnologias-chave como afilamento de espessura, estabilização e acabamento de borda que convertem mecanicamente tecido 3D em uma pré-forma utilizável para uma operação de moldagem compósita.

Ele diz que o know-how deste projeto foi desenvolvido investigando várias técnicas de estabilização de pré-formas e avaliando quantitativamente seu desempenho através de múltiplos métodos de teste, como testes de desfiar de borda e testes de cisalhamento de quadro, para citar alguns. Isso foi seguido pela comparação de uma ampla gama de métodos de acabamento das pré-formas, incluindo laser, corte a jato de água e métodos ultrassônicos.

"A capacidade de fornecer pré-formas avançadas e prontas para uso abre novas avenidas para o desenvolvimento de materiais estruturais e complexos alternativos no mercado do Reino Unido, permitindo a criação de produtos mais competitivos", adiciona Smith. "Oportunidades futuras em mercados como renováveis (pás de turbinas eólicas), ferroviário (estrutura de carroceria), processamento industrial e defesa proporcionarão benefícios de longo prazo para o setor compósito mais amplo do Reino Unido."

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

A empresa adquiriu uma máquina de tecelagem 3D de rapier único da Lindauer Dornier GmbH (Lindau, Alemanha), incluindo uma plataforma Horizontal Take-Off (HTO) que é dita ser a primeira de seu tipo no Reino Unido. Esta plataforma HTO permite um desenho contínuo de tecido da máquina em uma configuração horizontal reta, em vez de em torno de um rolo, o que é fundamental para evitar distorção com tecidos espessos, e forma a base para técnicas de separação de camadas que facilitam espessura variável, diz a empresa. Capacidade para moldagem por transferência de resina (RTM) de protótipos também foi adicionada para acelerar ciclos de desenvolvimento.

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