La próxima generación de fabricación aditiva

TAREA

Producción eficiente de componentes ligeros de alta resistencia

Los sistemas de colocación de parches de fibra (FPP) desarrollados por una empresa tecnológica bávara constituyen un cambio radical en la fabricación aditiva. Gracias a la robótica de alto rendimiento, el proceso tiene el potencial de revolucionar la producción en serie de piezas ligeras geométricamente complejas en la industria automotriz.

La reducción de peso es una prioridad absoluta en la producción de vehículos. El equipo de seguridad y las características de lujo han estado empujando los pesos sin carga hacia arriba y hacia arriba en los últimos años. Con el fin de reducir el consumo de combustible y las emisiones contaminantes, los fabricantes se esfuerzan por revertir esta tendencia. La construcción ligera tiene una gran demanda, pero los materiales y procesos de fabricación relevantes solo llegarán a las fábricas si pasan la prueba de la rentabilidad.

SOLUCIÓN

Fabricación aditiva Colocación de parches de fibra (FPP)

El proceso pionero de fabricación aditiva conocido como Fiber Patch Placement (FPP) constituye un gran avance. FPP es un método de estratificación en el que un molde tridimensional, positivo o negativo, se superpone con tiras de fibra de carbono, los llamados parches. La pieza se construye a partir de tiras de fibras adhesivas individuales.

Lo rápido, eficiente y rentable que puede ser el Fiber Patch Placement en la práctica ya lo está demostrando SAMBA Pro, que ha sido desarrollado por la empresa Cevotec, con sede en Taufkirchen. Esta línea de producción totalmente automatizada está equipada con dos robots Stäubli. Entre ambos, el ágil recogedor TP80 FAST y el TX200 de seis ejes aportan un total de diez ejes robóticos para el posicionamiento libre de los parches.

Y así es como funciona la colocación de parches de fibra. La estación 1 es donde se alimenta una tira continua de fibra de carbono a la máquina de corte automatizada. Aquí, un láser ultrapreciso corta longitudes más cortas para usarlas como parches. En el siguiente paso, la pinza de vacío especial del FAST Picker levanta el parche de fibra de carbono de la cinta transportadora y lo presenta a un sistema de cámaras que determina la posición y orientación precisas del parche sostenido por la pinza. A continuación, el TP80 pega el parche. Durante la manipulación del parche, la pinza aplica calor, activando así el lado adhesivo para garantizar que esté firmemente adherido. La tarea de la gran TX200 de seis ejes es posicionar el molde debajo del TP80 con velocidad y precisión para que esté listo para recibir los parches.

USO DEL CLIENTE

Al hacer coincidir individualmente la orientación de la fibra de cada parche con las tensiones dentro del componente, las propiedades mecánicas se pueden aumentar hasta en un 150 por ciento. Otra ventaja es la importante reducción de peso, que puede ser de más del 50 por ciento en algunos componentes. Además, el proceso obtiene una alta puntuación en términos de utilización máxima del material, es decir, el 100 por ciento. Por lo tanto, la colocación de parches de fibra representa un desarrollo importante en la producción por lotes en volumen de piezas complejas de alto rendimiento.

"El rendimiento de los robots Stäubli es crucial para todo el proceso", afirma Felix Michl, CTO de Cevotec. "Gracias a la alta dinámica de la TP80 en particular, podemos lograr tiempos de ciclo que facilitan la producción en masa. El elemento de velocidad aporta flexibilidad a la colocación de parches de fibra y hace que esta tecnología sea adecuada para la producción en serie tanto a pequeña como a gran escala".