Impresora 3D de fibra continua de 6 ejes de Electroimpact, una parte de la futura celda de fabricación multifuncional

Electroimpact (, Wash., EE. UU.) Ha integrado un proceso de colocación automatizada de fibra termoplástica (AFP) consolidado in situ fuera del autoclave (OOA) y un proceso de impresión 3D de fabricación de filamentos fundidos (FFF) avanzado en un aditivo robótico compuesto escalable unificado Sistema de fabricación (SCRAM). SCRAM es una verdadera impresora 3D industrial continua reforzada con fibra de 6 ejes, que permite la fabricación rápida y sin herramientas de estructuras compuestas integradas de grado aeroespacial. Los termoplásticos de alto rendimiento combinados con un alto porcentaje de refuerzo de fibra continua se utilizan para producir piezas con propiedades materiales excepcionales nunca antes vistas en el mundo de la fabricación aditiva. Electroimpact afirma que esta tecnología no tiene igual en la industria.

Impresión en "3D real"

La mayoría de los procesos de impresión 3D se describen con precisión como impresión "2.5D", porque el material se deposita sucesivamente en rodajas planas, que luego se apilan para formar un objeto 3D. El proceso SCRAM, sin embargo, se puede considerar como una impresión “verdadera en 3D” porque las capas de termoplástico reforzado con fibra continua pueden tomar la forma de contornos complejos, como superficies aerodinámicas y conductos para el flujo de fluidos. Además, debido a que es un proceso de 6 ejes, la orientación de la fibra dentro de cada capa se puede adaptar a la aplicación específica para proporcionar una distribución óptima de la resistencia y la rigidez en toda la pieza, al igual que un sistema AFP convencional.

Herramientas impresas bajo demanda

Cada celda SCRAM está equipada no solo con un sistema de impresión termoplástico reforzado (un AFP reducido y más diestro con consolidación in situ (ISC)), sino también con un sistema de fabricación de herramientas rápido basado en un proceso de impresión FFF avanzado. El tendido de fibra automatizado convencional requiere una inversión sustancial en herramientas duras que son inflexibles, costosas y requieren largos plazos de entrega. Por el contrario, SCRAM puede simplemente imprimir la herramienta de soporte a pedido, comenzando desde una placa plana. Más tarde, una vez que la pieza ha terminado de imprimirse, el material de la herramienta se disuelve, lo que permite iteraciones de diseño rápidas. También permite la creación de geometrías de piezas como canales internos que son difíciles o imposibles de producir por medios convencionales.

Sistema multimaterial

Además del proceso de impresión continua de termoplástico reforzado con fibra (AFP ISC) y el proceso de impresión de la herramienta de soporte FFF, las celdas SCRAM también están equipadas con una boquilla FFF optimizada para la deposición de material termoplástico reforzado con fibra corta o cortada. Se incorpora un sistema de calentamiento láser patentado, que produce uniones excepcionalmente fuertes entre las capas. Este proceso es ideal para situaciones en las que colocar fibra continua es geométricamente imposible o no tiene sentido.

Al igual que el proceso de fibra continua, este es un proceso de impresión en "verdadero 3D" en el que las capas no están limitadas a una pila de planos. Las geometrías complejas, como el núcleo de densidad variable y otras estructuras internas, se pueden imprimir directamente en capas continuas reforzadas con fibra con curvaturas muy variables. Si se desea, se pueden depositar capas continuas reforzadas con fibras sobre la estructura del núcleo reforzado con fibras cortadas, formando una piel superior. Los materiales de ejemplo incluyen:

• Termoplásticos de la familia PAEK (poliarilcetona) (PEEK, PEKK, etc.)
• Nylons y otros termoplásticos de baja temperatura (PA12, ABS, etc.)
• Termoplásticos solubles en agua
• Fibra de carbono
• Fibra de vidrio
• Fibra de boro.

Configuración de celda SCRAM

El sistema SCRAM de Electroimpact utiliza un controlador CNC Siemens 840D y un robot de 6 ejes con su paquete Accurate Robot patentado, que incluye un sexto eje de robot continuo para el paso de servicios públicos con rotación ilimitada. La interfaz de cambio de herramienta permite recoger y dejar los efectores finales sin problemas, incluido un efector final de deposición de múltiples materiales.

La celda incluye una plataforma de construcción con calefacción con placa calefactora giratoria y está alojada en una cámara de construcción con calefacción para controlar la expansión térmica y la contracción. SCRAM también viene de serie con un cupón y un soporte de calibración, un paquete de software de programación de piezas CAM y capacitación para operadores, mecánicos y programadores.

Las características opcionales incluyen:

• Efector de extremo de extrusión de pellets de plástico de alto rendimiento, para depositar herramientas de soporte grandes rápidamente a partir de materia prima económica;
• Efector final de mecanizado sustractivo, para recortar piezas y acondicionar superficies de herramientas de soporte para un acabado y precisión óptimos;
• Sistema de herramientas de soporte parcialmente reutilizable que incorpora una capa de sacrificio soluble en agua para tiradas de producción cortas.

Acerca de Electroimpact

Electroimpact es un proveedor experimentado de automatización de fabricación y herramientas para la industria aeroespacial. La empresa es un paraíso para los ingenieros, que son verticalmente responsables de todo el trabajo, desde el concepto hasta la aceptación del cliente, con una burocracia mínima. Sus proyectos incluyen sistemas completos de ensamblaje de automatización para alas de aviones comerciales, sistemas AFP (colocación automatizada de fibra), máquinas robóticas de perforación y sujeción de alta precisión, máquinas remachadoras para ensamblaje de fuselajes y paneles de alas y equipos de manipulación de naves espaciales y satélites.