Electroimpact, Toray, Janicki avanzan en tecnologías para la fabricación rápida de piezas termoplásticas a gran escala

Un desarrollo conjunto entre Electroimpact (Mukilteo, Washington, EE. UU.), Toray Advanced Composites (Morgan Hill, California, EE. UU.) Y Janicki Industries (Sedro-Woolley, Washington, EE. UU.) Supuestamente ha logrado un salto adelante en la alta velocidad. fabricación de grandes piezas de compuestos termoplásticos. El proyecto ha dado como resultado el desarrollo de tecnologías de procesamiento automatizadas y rentables que pueden fabricar piezas termoplásticas a gran escala a tasas de deposición de alta velocidad de hasta 4.000 pulgadas (100 metros) por minuto.

El equipo de colocación automatizada de fibra (AFP) de alta velocidad de Electroimpact se ha mejorado para procesar materiales termoplásticos con un sistema de calentamiento láser de tamaño de punto variable. Este sistema utiliza una amplia gama de temperaturas de procesamiento para un control de proceso robusto en los remolques individuales para adaptarse a contornos severos mientras permite que las piezas de compuestos termoplásticos sean reparables durante el laminado de AFP, reduciendo así el riesgo de desperdicio durante la fabricación de la pieza.

Los socios señalan que se han logrado velocidades de procesamiento de hasta 4000 IPM (100 metros por minuto) con niveles de pegajosidad livianos o pesados ​​para garantizar la geometría de la pieza. “Cuando estos avances se combinan con una mayor confiabilidad de AFP, inspecciones en proceso, en tiempo real y intervalos de mantenimiento, el procesamiento de AFP 4.0 resultante aumenta la productividad actual de cuatro a seis veces”, dice Michael Assadi, ingeniero jefe de Electroimpact.

Para maximizar la eficiencia de la producción, el laminado de AFP se forma directamente sobre un sistema de herramientas de laminado calentado fuera de autoclave (OOA), diseñado por Janicki Industries, que luego se consolida completamente in situ , logrando un ciclo de proceso térmico completo en menos de una hora. El sistema de herramientas está diseñado para la escalabilidad para acomodar piezas que son demasiado grandes para las aplicaciones tradicionales de prensas calientes y se dice que logra tiempos de ciclo significativamente más rápidos que los autoclaves de alta temperatura.

“La clave de esta tecnología son las velocidades de calentamiento y enfriamiento rápidas con uniformidad de borde a borde en todo el proceso”, afirma Todd Chace, director de investigación y desarrollo de Janicki, “La consolidación completa bajo presión de bolsa de vacío [VBO] solamente se logra mediante controlando las etapas clave de fusión, flujo y cristalización con un control de temperatura preciso ”.

Se seleccionó la cinta unidireccional Toray Cetex TC1225 de bajo derretimiento PAEK (LMPAEK) de Toray Advanced Composites para optimizar aún más el procesamiento. TC1225 LMPAEK, que ha demostrado mostrar los mejores niveles de impregnación de su clase, permite la producción de piezas de calidad altamente consistentes y, al mismo tiempo, elimina la necesidad de humedecer los haces de fibras durante el ciclo de consolidación, lo que supuestamente permite el procesamiento OOA con porosidad casi nula. Combinado con una temperatura de procesamiento relativamente baja en comparación con otros sistemas basados ​​en PAEK, Toray Cetex TC1225 LMPAEK también permite una velocidad de laminado más rápida mientras logra propiedades mecánicas comparables.

“Individualmente, cada una de estas tecnologías representa un paso adelante en el procesamiento de compuestos termoplásticos. Cuando se combinan, se logra un gran salto en la fabricación rápida de piezas a gran escala, lo que subraya la importancia de la asociación en toda la cadena de valor para promover la adopción de compuestos termoplásticos en la industria ”, concluye Steve Cease, vicepresidente de tecnología y marketing estratégico de Toray Advanced Composites. .