Solvay apresenta pré-impregnado de baixo custo e abordagem de peças usando o enrolador de filamento Cygnet Texkimp

O fornecedor de materiais compostos e tecnologia Solvay (Alpharetta, Ga., EUA) instalou uma máquina de enrolamento de filamento robótico de quatro eixos projetada e construída pelo especialista em manuseio de fibra e fabricante de máquinas personalizadas Cygnet Texkimp (Cheshire, Reino Unido) para fazer material prepreg de baixo custo e peças compostas.

A bobinadeira sob medida foi instalada no Solvay's UK Application Center, uma unidade de P&D com sede em Heanor, onde a empresa desenvolve novas tecnologias e processos para a adoção de compósitos em mercados de alto volume, incluindo automotivo e aeroespacial.

Pré-formas multicamadas de alta velocidade

O enrolador de filamento foi projetado por Cygnet Texkimp para permitir a produção de grandes folhas de material composto, ou pré-formas, que podem ser moldadas usando a tecnologia de formação de duplo diafragma (DDF) da Solvay e moldagem por compressão. O objetivo é criar peças externas econômicas para a indústria automotiva, incluindo capôs ​​e tampas de porta-malas.

“A máquina que desenvolvemos é, na verdade, uma bobinadeira de tambor semiautomática”, explica o diretor-gerente da Cygnet Texkimp, Luke Vardy. “Mas, ao contrário das máquinas tradicionais desse tipo, é capaz de enrolar fibra em uma faixa muito mais ampla de ângulos, fornecendo aos clientes maior flexibilidade na adaptação das propriedades do material em pré-formas multicamadas. ”

O enrolador é capaz de enrolar a uma velocidade de fibra de até 100 metros / minuto e foi construído para acomodar um mandril medindo 2,2 metros de comprimento por 0,6 metros de diâmetro, para produzir pré-formas com até 2 metros quadrados. O vento acabado é cortado do mandril e aparado no tamanho certo usando uma unidade de corte automática integrada antes de ser transportado para o próximo estágio de processamento em uma mesa de transferência dedicada.

“Cygnet Texkimp trabalhou em estreita colaboração conosco para desenvolver um processo altamente controlado e eficiente que elimina muitas das necessidades de trabalho e nos permite mostrar aos nossos clientes como eles podem produzir pré-impregnado de fibra de carbono de forma rápida, econômica e competitiva usando nossas resinas e materiais, ”Disse Richard Russell, Engenheiro de Processo da Solvay. “Para o mercado automotivo em particular, esta é uma alternativa muito interessante para fazer peças compostas de alto desempenho em volumes médios.”

Tensão constante para esticar o reboque

A bobinadeira pega as fibras secas, ou rebocadores, de uma gaiola acionada de quatro posições integrada e as alimenta em um cabeçote de aplicação. A gaiola acionada controla a tensão da fibra durante todo o processo. Isso garante um espalhamento consistente, apesar das variações na velocidade da fibra que ocorrem ao longo do processo de enrolamento.

Os quatro reboques são espalhados sobre o cabeçote de aplicação para criar uma folha ou fita consolidada de 50 milímetros de largura na qual o sistema de resina da Solvay é aplicado, imediatamente antes de ser colocado no mandril.

O design da Cygnet Texkimp incorpora um sistema de dosagem de resina para misturar as resinas avançadas da Solvay no ponto de aplicação e, ao fazer isso, elimina o problema da cura da resina pré-misturada antes da aplicação ou necessidade de armazenamento em condições especiais.

A Solvay também trabalhou com a BMW (Munique, Alemanha) para demonstrar a produção de um capô M4 GTS usando a formação de diafragma de pré-formas de fibra de carbono enroladas em filamentos.

Para obter mais detalhes, consulte a brochura “Materiais Compósitos para Aplicações Automotivas” da Solvay (p. 7).