Electroimpact Apresenta SCRAM: Impressora 3D de Fibra Contínua 6 Eixos para Fabricação Aeroespacial sem Ferramental

A Electroimpact (Washington, EUA) integrou um processo de colocação automática de fibras (AFP) termoplástico consolidado in-situ fora de autoclave (OOA) e um processo avançado de fabricação por filamento fundido (FFF) de impressão 3D em um sistema unificado de Manufatura Aditiva Robótica Compósita Escalável (SCRAM). O SCRAM é uma verdadeira impressora 3D industrial de 6 eixos com reforço de fibra contínua, que permite a fabricação rápida sem ferramental de estruturas compósitas integradas de grau aeroespacial. Termoplásticos de alto desempenho combinados com alta porcentagem de reforço de fibra contínua são usados para produzir peças com propriedades de material excepcionais anteriormente inéditas no mundo da manufatura aditiva. A Electroimpact afirma que esta tecnologia não tem igual na indústria.

Impressão "Verdadeiramente 3D"

A maioria dos processos de impressão 3D são accuratamente descritos como impressão "2.5D", porque o material é depositado sucessivamente em fatias planas, que são então empilhadas para formar um objeto 3D. O processo SCRAM, no entanto, pode ser considerado impressão "verdadeiramente 3D" porque camadas de termoplástico reforçado com fibra contínua podem assumir a forma de contornos complexos, como superfícies aerodinâmicas e dutos para fluxo de fluido. Além disso, por ser um processo de 6 eixos, a orientação da fibra dentro de cada camada pode ser adaptada à aplicação específica para fornecer distribuição ótima de resistência e rigidez por toda a peça, muito como um sistema AFP convencional.

Ferramental Impresso sob Demanda

Cada célula SCRAM é equipada não apenas com um sistema de impressão termoplástico reforçado — um AFP reduzido, mais ágil, com consolidação in-situ (ISC) — mas também com um sistema de fabricação rápida de ferramental baseado em um processo avançado de FFF. A colocação automática de fibras convencional requer investimento substancial em ferramental rígido que é inflexível, caro e requer longos prazos de entrega. Em contraste, o SCRAM pode simplesmente imprimir o ferramental de suporte sob demanda, começando de apenas uma chapa plana. Mais tarde, após a peça terminar de imprimir, o material do ferramental é dissolvido, permitindo iterações rápidas de design. Também permite criação de geometrias de peças como canais internos que são difíceis ou impossíveis de produzir por meios convencionais.

Sistema Multi-material

Além do processo de impressão termoplástico reforçado com fibra contínua (AFP ISC) e do processo de impressão de ferramental de suporte FFF, as células SCRAM também são equipadas com um bico FFF otimizado para deposição de material termoplástico reforçado com fibra curta ou "picada". Um sistema proprietário de aquecimento a laser é incorporado, produzindo ligações excepcionalmente fortes entre camadas. Este processo é ideal para situações onde colocar fibra contínua é geometricamente impossível ou não faz sentido.

Como o processo de fibra contínua, este é um processo de impressão "verdadeiramente 3D" onde as camadas não são restritas a uma pilha de planos. Geometrias complexas como núcleo de densidade variável e outras estruturas internas podem ser impressas diretamente sobre camadas reforçadas com fibra contínua com curvatura amplamente variável. Se desejado, camadas reforçadas com fibra contínua podem então ser depositadas sobre a estrutura de núcleo reforçada com fibra picada, formando uma pele superior. Materiais de exemplo incluem:

• Termoplásticos da família PAEK (poliariquetona) (PEEK, PEKK, etc.)
• Nylons e outros termoplásticos de baixa temperatura (PA12, ABS, etc.)
• Termoplásticos solúveis em água
• Fibra de carbono
• Fibra de vidro
• Fibra de boro.

Configuração da Célula SCRAM

O sistema SCRAM da Electroimpact usa um controlador CNC Siemens 840D e robô de 6 eixos com seu pacote Accurate Robot patenteado, incluindo um 6º eixo contínuo do robô para passagem de utilidades com rotação ilimitada. A interface de troca de ferramentas permite que efetuadores finais sejam pegos e largados perfeitamente, incluindo um efetuador final de deposição multi-material.

A célula inclui uma plataforma de construção aquecida com placa quente rotativa e é alojada em uma câmara de construção aquecida para controlar expansão e contração térmica. O SCRAM também vem padrão com suporte de cupom e calibração, suíte de software de programação de peças CAM e treinamento para operadores, mecânicos e programadores.

Recursos Opcionais

• Efetuador final de extrusão de pelotas plásticas de alta vazão, para depositar ferramentais de suporte grandes rapidamente de matéria-prima barata;
• Efetuador final de usinagem subtrativa, para aparar peças e condicionar superfícies de ferramentais de suporte para acabamento e precisão ideais;
• Sistema de ferramental de suporte parcialmente reutilizável incorporando camada sacrificial solúvel em água para produções curtas.

Sobre a Electroimpact

A Electroimpact é um fornecedor experiente de automação de fabricação e ferramental para a indústria aeroespacial. A empresa é um refúgio para engenheiros, que são verticalmente responsáveis por todo trabalho do conceito à aceitação do cliente com burocracia mínima. Seus projetos incluem sistemas completos de automação de montagem para asas de aeronaves comerciais, sistemas AFP (colocação automática de fibras), máquinas de perfuração e fixação robótica de alta precisão, máquinas de rebite para montagem de painéis de asa e fuselagem e equipamentos de manuseio de espaçonaves e satélites.