Antich & Sons revoluciona producción de preformas compuestas 3D-tejidas con nueva técnica de hilado

El productor de tejidos Antich and Sons (Huddersfield, Reino Unido) ha logrado un cambio de paso en su capacidad de fabricación para producir preformas terminadas 3D multicapa tejidas para compuestos avanzados usados en aeroespacial y automotriz a través de un proyecto pionero con el Centro de Investigación de Fabricación Avanzada de la Universidad de Sheffield (AMRC, Catcliffe, Reino Unido).

La capacidad avanzada de Antich and Sons es la culminación de FABFORM, un proyecto de tres años emprendido con el AMRC y financiado por Innovate UK, que se centró en desarrollar los métodos adicionales necesarios para crear preformas de forma casi neta estabilizadas de espesor variable. Estas preformas supuestamente permitirán el uso eficiente de material dentro de un componente, asegurar el tamaño y forma correctos para encajar en moldes usados para inyección de resina de matriz compuesta, así como facilitar una manipulación y transporte más fácil y robusto.

El jefe de investigación y desarrollo de la empresa, Andy Smith, dice que los avances en la estabilización y recorte de preformas de fibra de carbono 3D-tejidas con espesores uniformes y variables es un logro significativo para la empresa con sede en Huddersfield, moviéndola más allá de las capacidades de fabricación de vanguardia actuales.

"El espesor variable, métodos de estabilización y recorte desarrollados para materiales 3D-tejidos en FABFORM permiten un salto significativo en la cadena de valor", dice Smith. "Lleva a Antich de ser un tejedor de tela a un fabricante de preformas compuestas avanzadas listas para el siguiente paso en el proceso de fabricación".

Smith señala que el desarrollo de procesos clave necesarios para transformar tejidos 3D-tejidos en preformas "listas para molde" sigue siendo inmaduro en la cadena de suministro del Reino Unido. Dice que los nuevos desarrollos de Antich and Sons aportan gran valor al mercado al avanzar tecnologías de fabricación, mejorar el rendimiento del producto y agilizar capacidades de producción.

"En el pasado, las preformas 3D-tejidas eran trabajo duro para preparar para operaciones de moldeo y también eran propensas a deteriorarse cuando se manipulaban y cortaban", dice Smith. "Por lo tanto, sentimos que era crucial que, como tejedores, desarrolláramos la tecnología tanto durante como después del tejido para suministrar preformas terminadas, estables que puedan ser fácilmente utilizadas por los usuarios finales".

"La capacidad de acceder a las instalaciones de clase mundial en el AMRC de la Universidad de Sheffield fue una gran ayuda para tomar un enfoque científico para evaluar, reducir y probar las tecnologías correctas así como desarrollar los procesos a escala industrial, equipos de alta tecnología".

Chris McHugh, gerente de desarrollo de fibra seca en el Centro de Compuestos AMRC, dice que los avances logrados a través de FABFORM apoyan la creación de productos más competitivos que son más ligeros, rígidos y fuertes, así como ayudan a diversificar fuentes de ingresos, crear nuevos empleos y aumentar la base de habilidades en compuestos.

Añade: "La colaboración entre el AMRC y Antich and Sons ha utilizado las tecnologías avanzadas combinadas y la experiencia disponible para avanzar en capacidades de preformado 3D tejido para la fabricación del Reino Unido. Los resultados del proyecto tienen el potencial de generar nuevo negocio significativo y fuertes exportaciones para el Reino Unido, en aplicaciones de fabricación de alto valor transversal incluyendo los fuertes mercados de exportación en automotriz y aeroespacial".

Smith dice que FABFORM ha sido "un excelente primer paso" en incorporar tecnologías clave como afinado de espesor, estabilización y recorte de bordes que convierten mecánicamente tela 3D en una preforma utilizable para una operación de moldeo compuesto.

Dice que el know-how de este proyecto se ha desarrollado investigando varias técnicas de estabilización de preformas y evaluando cuantitativamente su rendimiento a través de múltiples métodos de prueba como pruebas de deshilachado de bordes y pruebas de cizalla de marco de imagen, por nombrar algunos. Esto fue seguido por la comparación de una amplia gama de métodos de recorte de las preformas incluyendo láser, corte por chorro de agua y métodos ultrasónicos.

"La capacidad de suministrar preformas avanzadas y listas para usar abre nuevas vías para el desarrollo de materiales estructurales alternativos y complejos en el mercado del Reino Unido, permitiendo la creación de productos más competitivos", añade Smith. "Oportunidades futuras en mercados como renovables (palas de turbinas eólicas), ferroviario (estructura de carrocería), procesamiento industrial y defensa proporcionarán beneficios a largo plazo para el sector compuesto del Reino Unido en general".

Con más de diez años de experiencia en investigación y desarrollo de compuestos, en áreas como compuestos de matriz polimérica (PMC) y compuestos de matriz de aluminio (AMC), Antich and Sons dice que continúa impulsando el negocio hacia nuevas aplicaciones para su tecnología de tejido.

La empresa ha adquirido una máquina de tejido 3D de una sola lanza de Lindauer Dornier GmbH (Lindau, Alemania), incluyendo una plataforma de Despegue Horizontal (HTO) que se dice es la primera de su tipo en el Reino Unido. Esta plataforma HTO permite una extracción continua de tela de la máquina en una configuración horizontal recta, en lugar de alrededor de un rodillo, lo cual es clave para evitar distorsión con tejidos gruesos, y forma la base para técnicas de separación de capas que facilitan espesor variable, dice la empresa. Capacidad para moldeo por transferencia de resina (RTM) de prototipos también se ha añadido para acelerar ciclos de desarrollo.

Antich and Sons planea exhibir en Advanced Engineering y JEC World cuando las conferencias regresen.