Fraunhofer IPT Destaca Avanço em Manufatura Híbrida no JEC World 2019

Os Institutos Fraunhofer para Tecnologia de Produção (IPT, Aachen, Alemanha, 5/D17) estão enfatizando o trabalho que fizeram com o Instituto Fraunhofer para Tecnologia a Laser (ILT, Aachen) no projeto de pesquisa da UE ComMUnion, em colaboração com 14 parceiros da indústria, para desenvolver processos e soluções industriais para design leve híbrido combinando metal e compósitos de matriz polimérica para aplicações automotivas e aeroespaciais.

O novo processo de fabricação híbrida da Fraunhofer IPT é baseado em uma combinação de texturização a laser e colocação de fita assistida a laser: Para este propósito, componentes são primeiro pré-processados usando o laser para fornecer uma estrutura de superfície rugosa especialmente desenvolvida e definida. A superfície texturizada permite que os materiais leves reforçados com fibra contínua termoplásticos, que serão usados posteriormente para rigidez, sejam ligados diretamente ao componente de aço. A ligação é então mecânica, eliminando qualquer necessidade de medidas adicionais de pré-tratamento ou promotores de adesão adicionais, como adesivos ou agentes de ligação.

Os reforços, feitos de compósitos termoplásticos reforçados com fibra, que são especialmente adaptados às cargas esperadas, são unidos ao componente usando um processo de colocação de fita. O laser aquece as fitas termoplásticas localmente na zona de união ao aço. O material da matriz derrete e flui para as cavidades texturizadas a laser. Após solidificação do material derretido, a fita com as fibras unidirecionais embutidas adere à superfície rugosa da peça de aço.

A vantagem de combinar estes dois processos a laser, diz Fraunhofer IPT, vem à tona quando as propriedades mecânicas do componente precisam ser melhoradas localmente sem aumentar significativamente o peso do componente. O processo, diz Fraunhofer IPT, é particularmente adequado para produção em massa, pois nenhuma etapa adicional de pós-processamento, como operações de cura, é necessária para consolidar o material após a colocação de fita. Além disso, aquecimento preciso e localizado diz reduzir distorção e tensões residuais enquanto une os dois materiais. O processo de texturização a laser, que foi desenvolvido no Fraunhofer ILT, também pode ser aplicado de forma reprodutível à superfície metálica nos locais onde as texturas são necessárias. Além disso, o laser não está sujeito a nenhum desgaste de ferramenta.

Para provar a viabilidade do processo, parceiros de pesquisa terminaram um primeiro componente demonstrador feito de aço de alta resistência e fita termoplástica reforçada com fibra unidirecional: Os dois pesquisadores da Fraunhofer, Kira van der Straeten do Fraunhofer ILT e Tido Peters do Fraunhofer IPT, fabricaram um painel lateral híbrido leve, um componente de carroceria para a indústria automotiva, para testar e provar a funcionalidade da combinação do processo como parte do projeto ComMUnion. Este componente estará em exibição no estande da Fraunhofer.

O projeto ComMUnion é financiado pelo Programa de Pesquisa e Inovação Horizonte 2020 da União Europeia sob Acordo de Subvenção No. 680567.

Parceiros europeus do projeto de pesquisa ComMUnion são:

• Aimen Technology Centre, Espanha (coordenador)
• Autotech Engineering, AIE, parte do Grupo Gestamp, Espanha
• AFPT GmbH, Alemanha
• New Infrared Technologies SL, Espanha
• Tecnatom SA, Espanha
• Motofil Robotics SA, Portugal
• Philips Photonics GmbH, Alemanha
• Laboratório de Sistemas de Fabricação e Automação (LMS) — Universidade de Patras, Grécia
• Universidade de Coimbra, Portugal
• Missler Software, França
• Aciturri Engineering SL, Espanha
• CASP SA, Grécia
• Lunovu GmbH, Alemanha
• ESI Group, França