La fabricación continua de fibra difumina la línea entre la impresión 3D y AFP

La fabricación continua de fibra (CFM) es el proceso de deposición de fibra continua / impresión 3D patentado por moi composites (Milán, Italia). La empresa fue fundada en febrero de 2018 por la ingeniera de materiales y profesora Marinella Levi, la ingeniera de diseño Gabriele Natale y el arquitecto Michele Tonizzo. Se desarrolló a partir de + LAB, un centro colaborativo de impresión 3D que Levi fundó en el Politecnico di Milano.

CFM se patentó en 2015 y se demostró en 2016 a través del proyecto Atropos, que implicó la impresión de una hoja de hélice de fibra de vidrio / epoxi continua utilizando un robot industrial Kuka. La hoja presentaba una armadura interna y una carcasa exterior que demostraba un laminado multiaxial (0 °, 45 °, etc.) y una colocación de fibra a lo largo de un eje no lineal. Moi composites ha desarrollado un sistema de segunda generación que utiliza un robot Comau con una envolvente de construcción de 1,0 × 0,5 × 0,8 m de altura. “También hemos utilizado robots más grandes con mesas giratorias y mayores volúmenes de construcción, lo que demuestra que nuestra tecnología es fácilmente escalable”, dice el cofundador Tonizzo. "Actualmente podemos imprimir con curado UV en epoxi, acrílico y viniléster", dice, "pero no estamos atados al curado UV". La fibra de vidrio de hasta 2400 tex y la fibra de basalto se han impreso muy bien y los compuestos moi ahora funcionan con carbono, aunque no con resinas de curado UV. La empresa también puede imprimir con fibras conductoras de electricidad y está produciendo piezas para aplicaciones biomédicas, marinas, de petróleo y gas y aeroespaciales, utilizando principalmente fibra de vidrio. También está desarrollando un cabezal de impresión todo en uno de tercera generación con un sistema para aplicar presión a las fibras, sensores, mecanismos de corte y una herramienta de fresado. Tonizzo dice que esto cerrará la brecha entre la impresión 3D y la colocación automatizada de fibra (AFP). “La impresión 3D no logra el rendimiento de AFP, pero CFM ofrece más flexibilidad. Ya podemos imprimir con fibras de 0,25 mm de grosor y tenemos la capacidad de crear curvas y colocar fibras continuas en la posición ideal ”, añade.

El procesamiento híbrido es un concepto que moi composites ya ha explorado, y uno de sus éxitos es la prótesis superior de miembros inferiores, ligera y de baja deflexión. La prótesis está hecha con un núcleo interno de fibra de vidrio continua impresa que luego se enfunda con una tela de fibra de carbono curada con bolsa de vacío y una capa de mano, y una piel de epoxi. “El diseño completo reduce la desviación y aumenta la personalización al tiempo que reduce significativamente los costos y el tiempo de producción”, dice Tonizzo.

Parte de esta optimización se produce a través del diseño digital y el flujo de trabajo, que utiliza el software Autodesk con algoritmos de moi composites para la optimización de la tensión y la ruta. Esto es lo que produce la ruta de fibra optimizada tanto para las cargas estructurales como para el proceso de deposición de fibra.

CFM está abierto a una variedad de materiales e innovaciones de diseño exploradas por + LAB, incluidos patrones de relleno impresos en 3D con una respuesta elástica sintonizable e impresión con matrices novedosas como geopolímeros, que se comportan como el hormigón. A medida que los compuestos de moi continúen avanzando en su tecnología CFM, ¿venderá cabezales y máquinas de impresión? “Sí, pero en el futuro”, dice Tonizzo. “Por ahora, estamos produciendo piezas y llevando la tecnología a las instalaciones del cliente, utilizando nuestro conocimiento, cabezal de impresión y software para realizar soluciones de piezas bajo demanda. También estamos buscando inversores para escalar aún más las máquinas y procesos CFM para las oportunidades comerciales del mercado ”.

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