Airborne revela sistema automatizado de pré-formação pick-and-weld para fabricação de compósitos

A Airborne (Haia, Países Baixos), um provedor de soluções automatizadas para fabricação de compósitos, desenvolveu um processo de fabricação totalmente automatizado e flexível, o sistema de Pré-formação Automatizada, para criar pré-formas compósitos em fibra seca e compósitos termoplásticos. Segundo a empresa, o sistema fornece a liberdade para criar qualquer forma e tamanho de pré-forma (fazendo bordas de forma livre e 100% net-shape), bem como variação de espessura; também pode fazer recortes no meio da camada. No geral, o processo diz reter alta produção, melhorar eficiência e remover alto custo.

Processo de três etapas: cortar, pegar, soldar

A solução baseia-se em três etapas, diz a Airborne: corte do material em uma cortadora de esteira ou alimentador de fita; pegar o material pelo robô; e colocar e soldar pontos as camadas para criar uma pré-forma estabilizada. O sistema pode trabalhar com rolos de material largos existentes para otimização de custo. Além disso, como usa processos existentes para corte e soldagem, o sistema não requer novos designs ou qualificações. Dependendo da necessidade, a Airborne diz, diferentes variantes podem ser fornecidas, otimizadas para produtividade, precisão ou flexibilidade. O sistema de pré-formação é posto em ação no vídeo abaixo.

Superando desafios da pré-formação manual

Tipicamente, a Airborne nota, o processo de criar uma pré-forma é caro. Muitos processos de conformação de compósitos, como consolidação por prensagem, conformação por prensagem, conformação a vácuo ou conformação por diafragma, baseiam-se no uso de pré-formas 2D personalizadas ou blanks. Embora os processos de conformação sejam geralmente automatizados, os blanks ou pré-formas que entram nesses processos são frequentemente produzidos manualmente — um processo repetitivo, exigindo tanto habilidade quanto concentração dos operadores. Além disso, com taxas de produção mais altas, torna-se cada vez mais difícil para operadores acompanhar a produção mantendo qualidade. E se a automação do processo for considerada, em muitos casos, o tempo de engenharia e programação é proibitivo, especialmente em fábricas com uma ampla mistura de produtos.

A Airborne diz que seu novo sistema enfrenta esses desafios. Programação automatizada permite tempos de inicialização curtos, sem programação necessária. O arquivo de design também pode ser carregado diretamente na máquina e a pré-forma pode ser feita sem intervenção. A Airborne diz que o sistema lida com fibra seca e materiais compósitos termoplásticos em muitas formas diferentes (UD, tecido, materiais de núcleo, filmes de superfície, filmes adesivos, etc.). Funcionalidades podem ser adicionadas, conforme necessário (controle de qualidade, descarregamento de pré-forma, alimentações de material adicionais, alimentações de material de volume mais alto, etc.).

"O princípio básico do sistema é muito simples: 'pegar e soldar'. Esta é uma ação de pegar e colocar pelo robô durante a qual soldamos pontos as camadas", diz Marcus Kremers, CTO, Airborne. "Gostamos desta simplicidade conceitual pois torna o processo muito robusto, flexível e versátil. Claro, o diabo está no detalhe para fazê-lo funcionar consistentemente com a qualidade certa. Em muitos casos, clientes lidam com muitos materiais e designs de produtos diferentes. A situação ideal deles é ter uma única tecnologia de automação e é isso que podemos fornecer a eles."