Impressora 3D de fibra contínua de 6 eixos da Electroimpact, uma parte da futura célula de manufatura multifuncional

Electroimpact (, Wash., EUA) integrou um processo de colocação automatizada de fibra termoplástica consolidada (AFP) in-situ fora de autoclave (OOA) e um processo de impressão 3D de fabricação avançada de filamento fundido (FFF) em um aditivo robótico composto escalável unificado Sistema de fabricação (SCRAM). SCRAM é uma verdadeira impressora 3D reforçada com fibra contínua industrial de 6 eixos, que permite a fabricação rápida e sem ferramentas de estruturas compostas integradas de nível aeroespacial. Termoplásticos de alto desempenho combinados com uma alta porcentagem de reforço de fibra contínua são usados ​​para produzir peças com propriedades de material excepcionais, antes inéditas no mundo da manufatura aditiva. A Electroimpact afirma que essa tecnologia não tem igual na indústria.

Impressão “True 3D”

A maioria dos processos de impressão 3D são descritos com precisão 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 "3D verdadeiro" 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 para a aplicação específica para fornecer resistência ideal e distribuição de rigidez por toda a peça, de maneira muito semelhante a um sistema AFP convencional.

Ferramentas impressas sob demanda

Cada célula SCRAM é equipada não apenas com um sistema de impressão termoplástico reforçado - um AFP em escala reduzida e mais destro com consolidação in-situ (ISC) - mas também com um sistema de fabricação de ferramenta rápida baseado em um processo de impressão FFF avançado. O layup de fibra automatizado convencional requer um investimento substancial em ferramentas rígidas que são inflexíveis, caras e requerem longos prazos de entrega. Em contraste, o SCRAM pode simplesmente imprimir a ferramenta de suporte sob demanda, começando com apenas uma placa plana. Mais tarde, após a peça ter terminado de ser impressa, o material da ferramenta é dissolvido, permitindo iterações de design rápidas. Também permite a criação de geometrias de peças, como canais internos que são difíceis ou impossíveis de produzir por meios convencionais.

Sistema multimaterial

Além do processo de impressão termoplástica reforçada com fibra contínua (AFP ISC) e do processo de impressão da ferramenta 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 as camadas. Este processo é ideal para situações em que o acondicionamento de fibra contínua é geometricamente impossível ou de outra forma não faz sentido.

Como o processo de fibra contínua, este é um processo de impressão "3D verdadeiro", 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 em camadas reforçadas com fibra contínua com curvatura amplamente variável. Se desejado, camadas contínuas reforçadas com fibra podem ser depositadas no topo da estrutura de núcleo reforçada com fibra cortada, formando uma camada superior. Os materiais de exemplo incluem:

• termoplásticos da família PAEK (poliarilcetona) (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 de célula SCRAM

O sistema SCRAM da Electroimpact usa um controlador CNC Siemens 840D e um robô de 6 eixos com seu pacote patenteado Accurate Robot, incluindo um 6º eixo de robô contínuo para passagem de utilitários com rotação ilimitada. A interface de troca de ferramenta permite que os efetores finais sejam coletados e deixados de lado sem problemas, incluindo um efetor final de deposição de vários materiais.

A célula inclui uma plataforma de construção aquecida com placa quente giratória e está alojada em uma câmara de construção aquecida para controlar a expansão e o encolhimento térmicos. O SCRAM também vem com um cupom e suporte de calibração padrão, conjunto de software de programação de peças CAM e treinamento para operadores, mecânicos e programadores.

Os recursos opcionais incluem:

• Efetora final de extrusão de pelotas de plástico de alto rendimento, para depositar grandes ferramentas de suporte rapidamente a partir de matéria-prima barata;
• Efetora final de usinagem subtrativa, para aparar peças e condicionar superfícies de ferramentas de suporte para acabamento e precisão ideais;
• Sistema de ferramenta de suporte parcialmente reutilizável que incorpora uma camada sacrificial solúvel em água para pequenas séries de produção.

Sobre eletroimpacto

Electroimpact é um fornecedor experiente de automação de manufatura e ferramentas para a indústria aeroespacial. A empresa é um paraíso para engenheiros, que são verticalmente responsáveis ​​por todo o trabalho, desde o conceito até a aceitação do cliente, com o mínimo de burocracia. Seus projetos incluem sistemas de montagem de automação completa para asas de aeronaves comerciais, sistemas AFP (colocação automatizada de fibras), máquinas robóticas de perfuração e fixação de alta precisão, máquinas de rebitagem para montagem de painel de asa e fuselagem e espaçonaves e equipamentos de manuseio de satélites.