Manufaktur Serat Berkelanjutan: Menggabungkan 3D Printing dengan Pemrosesan Serat Lanjutan
Manufaktur serat berkelanjutan (CFM) adalah proses 3D printing/deposisi serat berkelanjutan yang dipatenkan oleh moi composites (Milan, Italia). Perusahaan didirikan pada Februari 2018 oleh engineer material dan profesor Marinella Levi, engineer desain Gabriele Natale dan arsitek Michele Tonizzo. Ini terpisah dari +LAB, hub 3D printing kolaboratif yang didirikan Levi di Politecnico di Milano.
CFM dipatenkan pada 2015 dan demonstrasi pada 2016 melalui proyek Atropos, yang melibatkan pencetakan balang propeller serat kaca/epoxy berkelanjutan menggunakan robot industri Kuka. Balang memiliki truss internal dan cangkang eksternal yang menunjukkan laminat multiaxial (0°, 45°, dll.) dan penempatan serat sepanjang sumbu non-linear. Moi composites telah mengembangkan sistem generasi kedua menggunakan robot Comau dengan envelop build 1,0 × 0,5 × 0,8 m. "Kami juga telah menggunakan robot yang lebih besar dengan meja putar dan volume build yang lebih besar, menunjukkan bahwa teknologi kami mudah diskalakan," kata pendiri bersama Tonizzo. "Kami saat ini dapat mencetak dengan UV-cure dalam epoxy, akrilat dan vinylester," katanya, "tetapi kami tidak terikat pada UV curing." Serat kaca hingga 2400 tex dan serat basalt telah mencetak dengan sangat baik dan moi composites sekarang bekerja dengan serat karbon, meskipun tidak dengan resin UV cure. Perusahaan juga dapat mencetak dengan serat listrik konduktif dan memproduksi bagian untuk aplikasi biomedis, laut, minyak dan gas, serta penerbangan luar angkasa, terutama menggunakan serat kaca. Ini juga mengembangkan print head generasi ketiga, all-in-one dengan sistem untuk memberikan tekanan pada serat, sensor, mekanisme pemotongan dan alat pemesinan. Tonizzo mengatakan ini akan menutup kesenjangan antara 3D printing dan automated fiber placement (AFP). "3D printing tidak mencapai performa AFP, tetapi CFM menawarkan lebih banyak fleksibilitas. Kami sudah dapat mencetak dengan serat tebal 0,25 mm dan memiliki kemampuan untuk membuat kurva dan menempatkan serat berkelanjutan di posisi ideal," katanya.
Proses hibrid adalah konsep yang telah dieksplorasi moi composites, salah satu kesuksesan mereka adalah kaki bawah prosthesis ringan, rendah defleksi. Prosthesis ini dibuat dengan inti serat kaca berkelanjutan yang dicetak yang kemudian dilapisi dengan kain serat karbon hand-layup, vacuum bag-only cured dan kulit epoxy. "Seluruh desain mengurangi defleksi dan meningkatkan kustomisasi sambil secara signifikan memotong biaya dan waktu produksi," kata Tonizzo.
Sebagian dari optimasi ini dihasilkan melalui desain digital dan workflow, yang menggunakan perangkat lunak Autodesk dengan algoritma moi composites untuk optimasi stres dan jalur. Inilah yang menghasilkan jalur serat yang dioptimalkan untuk beban struktural dan proses deposisi serat.
CFM terbuka terhadap berbagai macam material dan inovasi desain yang dieksplorasi oleh +LAB, termasuk pola infill 3D-print dengan respons elastis yang dapat disesuaikan, dan pencetakan dengan matriks baru seperti geopolimer, yang bertindak seperti beton. Saat moi composites terus maju dalam teknologi CFM-nya, apakah akan menjual print head dan mesin? "Ya, tetapi di masa depan," kata Tonizzo. "Untuk saat ini, kami memproduksi bagian dan membawa teknologi ke fasilitas klien, menggunakan know-how, print head dan perangkat lunak kami untuk mewujudkan solusi bagian sesuai permintaan. Kami juga mencari investor untuk menskalakan lebih lanjut mesin dan proses CFM untuk peluang pasar komersial."
Baca lebih lanjut di blog | short.compositesworld.com/cfm_moi.
