Printer 3D serat kontinu 6-sumbu dari Electroimpact, salah satu bagian dari sel manufaktur multi-fungsi masa depan

Electroimpact (, Wash., US) telah mengintegrasikan proses penempatan serat otomatis termoplastik terkonsolidasi (AFP) out-of-autoclave (OOA) in-situ dan proses pencetakan 3D fabrikasi filamen fusi canggih (FFF) ke dalam Aditif Robot Komposit Scalable terpadu Sistem Manufaktur (SCRAM). SCRAM adalah 6-sumbu sejati, printer 3D yang diperkuat serat kontinu industri, yang memungkinkan fabrikasi struktur komposit terintegrasi tingkat kedirgantaraan tanpa alat yang cepat. Termoplastik berperforma tinggi yang dikombinasikan dengan persentase tinggi penguatan serat kontinu digunakan untuk memproduksi suku cadang dengan sifat material luar biasa yang sebelumnya tidak pernah terdengar di dunia manufaktur aditif. Electroimpact menegaskan bahwa teknologi ini tidak ada bandingannya di industri ini.

Pencetakan “3D Sejati”

Sebagian besar proses pencetakan 3D secara akurat digambarkan sebagai pencetakan "2,5D", karena materi disimpan secara berurutan dalam irisan datar, yang kemudian ditumpuk bersama untuk membentuk objek 3D. Proses SCRAM, bagaimanapun, dapat dianggap sebagai pencetakan "3D sejati" karena lapisan termoplastik yang diperkuat serat terus menerus dapat mengambil bentuk kontur yang kompleks, seperti permukaan aerodinamis dan saluran untuk aliran fluida. Selain itu, karena merupakan proses 6 sumbu, orientasi serat dalam setiap lapisan dapat disesuaikan dengan aplikasi spesifik untuk memberikan kekuatan dan distribusi kekakuan yang optimal di seluruh bagian, seperti halnya sistem AFP konvensional.

Perkakas dicetak sesuai permintaan

Setiap sel SCRAM tidak hanya dilengkapi dengan sistem pencetakan termoplastik yang diperkuat – AFP yang diperkecil dan lebih cekatan dengan konsolidasi in-situ (ISC) – tetapi juga sistem fabrikasi alat yang cepat berdasarkan proses pencetakan FFF yang canggih. Penataan serat otomatis konvensional memerlukan investasi besar dalam perkakas keras yang tidak fleksibel, mahal, dan membutuhkan waktu pengerjaan yang lama. Sebaliknya, SCRAM hanya dapat mencetak alat pendukung sesuai permintaan, mulai dari pelat datar saja. Kemudian, setelah bagian tersebut selesai dicetak, material alat dilarutkan, memungkinkan iterasi desain yang cepat. Ini juga memungkinkan pembuatan geometri bagian seperti saluran internal yang sulit atau tidak mungkin diproduksi melalui cara konvensional.

Sistem multi-material

Selain proses pencetakan termoplastik yang diperkuat serat terus menerus (AFP ISC) dan proses pencetakan alat pendukung FFF, sel SCRAM juga dilengkapi dengan nosel FFF yang dioptimalkan untuk pengendapan bahan termoplastik yang diperkuat dengan serat pendek atau "cincang". Sistem pemanas laser berpemilik digabungkan, menghasilkan ikatan yang sangat kuat antar lapisan. Proses ini sangat ideal untuk situasi di mana meletakkan serat kontinu secara geometris tidak mungkin atau tidak masuk akal.

Seperti proses serat berkelanjutan, ini adalah proses pencetakan "3D sejati" di mana lapisan tidak dibatasi oleh tumpukan bidang. Geometri kompleks seperti inti densitas variabel dan struktur internal lainnya dapat dicetak langsung ke lapisan yang diperkuat serat kontinu dengan kelengkungan yang sangat bervariasi. Jika diinginkan, lapisan yang diperkuat serat terus menerus kemudian dapat diendapkan di atas struktur inti yang diperkuat serat yang dipotong, membentuk kulit bagian atas. Contoh materi meliputi:

• Termoplastik keluarga PAEK (polyarylketone) (PEEK, PEKK, dll.)
• Nilon dan termoplastik suhu rendah lainnya (PA12, ABS, dll.)
• Termoplastik yang larut dalam air
• Serat karbon
• Serat kaca
• Serat boron.

Konfigurasi sel SCRAM

Sistem SCRAM Electroimpact menggunakan pengontrol CNC Siemens 840D dan robot 6-sumbu dengan paket Robot Akurat yang telah dipatenkan, termasuk sumbu robot ke-6 berkelanjutan untuk utilitas pass-through dengan rotasi tak terbatas. Antarmuka perubahan alat memungkinkan efektor akhir untuk diambil dan diturunkan dengan mulus termasuk efektor akhir deposisi multi-material.

Sel mencakup platform bangunan berpemanas dengan pelat panas berputar dan ditempatkan di ruang rak berpemanas untuk mengontrol ekspansi dan penyusutan termal. SCRAM juga dilengkapi standar dengan tempat kupon dan kalibrasi, rangkaian perangkat lunak pemrograman bagian CAM, dan pelatihan untuk operator, mekanik, dan pemrogram.

Fitur opsional meliputi:

• Efektor ujung ekstrusi pelet plastik throughput tinggi, untuk menyimpan alat pendukung besar dengan cepat dari bahan baku murah;
• Efektor akhir permesinan subtraktif, untuk memangkas bagian dan mengkondisikan permukaan alat pendukung untuk hasil akhir dan akurasi yang optimal;
• Sistem alat pendukung yang dapat digunakan kembali sebagian menggabungkan lapisan pengorbanan yang larut dalam air untuk produksi singkat.

Tentang Electroimpact

Electroimpact adalah pemasok otomasi manufaktur dan perkakas yang berpengalaman untuk industri kedirgantaraan. Perusahaan adalah surga bagi para insinyur, yang secara vertikal bertanggung jawab atas semua pekerjaan mulai dari konsep hingga penerimaan pelanggan dengan birokrasi minimal. Proyek mereka termasuk sistem perakitan otomatisasi lengkap untuk sayap pesawat komersial, sistem AFP (penempatan serat otomatis), mesin pengeboran dan pengencang robotik akurasi tinggi, mesin paku keling untuk panel sayap dan perakitan badan pesawat serta peralatan penanganan pesawat ruang angkasa dan satelit.