Solvay Impulsiona Produção de Pré-impregnado de Baixo Custo com Enrolador de Filamento de Quatro Eixos da Cygnet Texkimp

Fornecedora de materiais e tecnologia compósitos Solvay (Alpharetta, Geórgia, EUA) instalou uma máquina de enrolamento de filamento robótica de quatro eixos projetada e construída pelo especialista em manuseio de fibra e fabricante de máquinas customizadas Cygnet Texkimp (Cheshire, Reino Unido) para fabricar material pré-impregnado de baixo custo e peças compósitas.

A máquina de enrolamento sob medida foi instalada no Centro de Aplicação da Solvay no Reino Unido, uma instalação de P&D baseada em Heanor, onde a empresa desenvolve novas tecnologias e processos para adoção de compósitos em mercados de alto volume incluindo automotivo e aeroespacial.

Pré-formas Multi-camada de Alta Velocidade

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

"A máquina que desenvolvemos é, na verdade, um enrolador de tambor semi-automatizado", explica o diretor administrativo da Cygnet Texkimp, Luke Vardy. "Mas diferente de máquinas tradicionais deste tipo, é capaz de enrolar fibra em uma gama muito mais ampla de ângulos, fornecendo aos clientes maior flexibilidade em adaptar propriedades de material dentro de pré-formas multi-camada."

O enrolador é capaz de enrolar a velocidade de fibra de até 100 metros/minuto e foi construído para acomodar um mandril abrangendo 2,2 metros de comprimento por 0,6 metros de diâmetro, para produzir pré-formas de até 2 metros quadrados. O enrolamento finalizado é fatiado do mandril e aparado ao tamanho usando uma unidade de corte automática integrada antes de ser transportado para o próximo estágio de processamento em uma mesa de transferência dedicada.

"A Cygnet Texkimp trabalhou de perto conosco para desenvolver um processo altamente controlado e eficiente que remove muito da necessidade de mão de obra e nos permite mostrar aos nossos clientes como eles podem produzir pré-impregnado de fibra de carbono rapidamente, custo-efetivamente e competitivamente usando nossas resinas e materiais", disse Richard Russell, Engenheiro de Processo na Solvay. "Para o mercado automotivo em particular, esta é uma alternativa muito interessante para fabricar peças compósitas de alto desempenho em volumes médios."

Tensão Constante para Spread Tow

O enrolador pega fibras secas, ou tows, de um creel acionado de quatro posições integrado, e as alimenta para uma cabeça de aplicação. O creel acionado controla a tensão da fibra ao longo do processo. Isso garante espalhamento consistente apesar de variações na velocidade da fibra que ocorrem ao longo do processo de enrolamento.

Os quatro tows são espalhados sobre a cabeça de aplicação para criar uma folha ou fita consolidada de 50 milímetros de largura sobre a qual o sistema de resina da Solvay é aplicado, imediatamente antes de ser depositada 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 de resina pré-misturada curando antes da aplicação ou precisando ser armazenada sob condições especiais.

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

Para mais detalhes, veja o folheto "Materiais Compósitos para Aplicações Automotivas" da Solvay (p. 7).