Electroimpact presenta SCRAM: impresora 3D de fibra continua 6 ejes para compuestos aeroespaciales sin utillaje

Electroimpact (Washington, EE. UU.) ha integrado un proceso de colocación automática de fibra (AFP) termoplástico consolidado in-situ fuera de autoclave (OOA) y un proceso avanzado de fabricación por filamento fundido (FFF) en un sistema unificado de Fabricación Aditiva Robótica de Compuestos Escalable (SCRAM). SCRAM es una verdadera impresora 3D industrial de 6 ejes con refuerzo de fibra continua, que permite la fabricación rápida sin utillaje de estructuras compuestas integradas de grado aeroespacial. Se usan termoplásticos de alto rendimiento con alto porcentaje de refuerzo de fibra continua para producir piezas con propiedades materiales excepcionales, inéditas en fabricación aditiva. Electroimpact afirma que esta tecnología no tiene igual en la industria.

Impresión “verdadera 3D”

La mayoría de procesos de impresión 3D son “2.5D”, porque el material se deposita en capas planas apiladas. El proceso SCRAM es “verdadera 3D” porque capas de termoplástico reforzado con fibra continua pueden tomar formas de contornos complejos, como superficies aerodinámicas y conductos para flujo de fluidos. Al ser un proceso de 6 ejes, la orientación de fibra en cada capa puede adaptarse a la aplicación específica para proporcionar distribución óptima de resistencia y rigidez, como un sistema AFP convencional.

Utillaje impreso bajo demanda

Cada célula SCRAM incluye no solo un sistema de impresión termoplástico reforzado —un AFP reducido y más diestro con consolidación in-situ (ISC)— sino también un sistema de fabricación rápida de utillaje basado en proceso FFF avanzado. El AFP convencional requiere gran inversión en utillaje rígido, inflexible, caro y con largos plazos. En cambio, SCRAM imprime el utillaje de soporte bajo demanda, partiendo de una simple placa plana. Tras finalizar la pieza, el material del utillaje se disuelve, permitiendo iteraciones rápidas de diseño. También permite geometrías como canales internos difíciles o imposibles por medios convencionales.

Sistema multimaterial

Además del proceso de impresión con fibra continua (AFP ISC) y el de impresión de utillaje FFF, las células SCRAM incorporan una boquilla FFF optimizada para depositar termoplástico reforzado con fibra corta o “picada”. Un sistema láser patentado produce uniones excepcionalmente fuertes entre capas. Este proceso es ideal donde colocar fibra continua es geométricamente imposible o no tiene sentido.

Al igual que el proceso de fibra continua, es “verdadera 3D” donde las capas no se limitan a apilamiento de planos. Geometrías complejas como núcleos de densidad variable y otras estructuras internas pueden imprimirse directamente sobre capas de fibra continua con curvaturas muy variables. Si se desea, capas de fibra continua pueden depositarse sobre la estructura de núcleo de fibra picada, formando una piel superior. Materiales de ejemplo incluyen:

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

Configuración de célula SCRAM

El sistema SCRAM de Electroimpact usa controlador CNC Siemens 840D y robot de 6 ejes con su paquete Accurate Robot patentado, incluyendo 6º eje continuo para paso de utilidades con rotación ilimitada. La interfaz de cambio de herramienta permite recoger y soltar efectores finales sin problemas, incluyendo efectores de deposición multimaterial.

La célula incluye plataforma de construcción calefactada con plato giratorio caliente y está alojada en cámara de construcción calefactada para controlar expansión y contracción térmica. SCRAM incluye de serie banco de calibración y cupones, suite de software CAM de programación de piezas y formación para operadores, mecánicos y programadores.

Características opcionales

• Effector final de extrusión de pellets plásticos de alto rendimiento, para depositar utillajes de soporte grandes rápidamente con materia prima barata;
• Effector final de mecanizado sustractivo, para recortar piezas y acondicionar superficies de utillaje de soporte para acabado y precisión óptimos;
• Sistema de utillaje de soporte parcialmente reutilizable con capa sacrificial soluble en agua para series cortas de producción.

Sobre Electroimpact

Electroimpact es proveedor experimentado de automatización de fabricación y utillaje para la industria aeroespacial. La empresa es refugio para ingenieros, responsables verticalmente de todo el trabajo desde concepto a aceptación del cliente con mínima burocracia. Sus proyectos incluyen sistemas completos de automatización de ensamblaje para alas de aviones comerciales, sistemas AFP (colocación automática de fibra), máquinas de taladrado y fijación robóticas de alta precisión, remachadoras para ensamblaje de paneles de ala y fuselaje, y equipos de manipulación de naves espaciales y satélites.