La prossima generazione di produzione additiva

COMPITO

Produzione efficiente di componenti leggeri ad alta resistenza

I sistemi Fiber Patch Placement (FPP) sviluppati da un'azienda tecnologica bavarese costituiscono un cambiamento radicale nella produzione additiva. Grazie alla robotica ad alte prestazioni, il processo ha il potenziale per rivoluzionare la produzione in serie di parti leggere geometricamente complesse nell'industria automobilistica.

La riduzione del peso è una priorità assoluta nella produzione di veicoli. Negli ultimi anni le dotazioni di sicurezza e le caratteristiche di lusso hanno spinto i pesi a vuoto sempre più in alto. Al fine di ridurre il consumo di carburante e le emissioni inquinanti, i produttori stanno ora cercando di invertire questa tendenza. La costruzione leggera è molto richiesta, ma i materiali e i processi di produzione pertinenti troveranno la loro strada nelle fabbriche solo se supereranno il test dell'efficienza dei costi.

SOLUZIONE

Produzione additiva Fiber Patch Placement (FPP)

Il pionieristico processo di produzione additiva noto come Fiber Patch Placement (FPP) costituisce un importante passo avanti. L'FPP è un metodo di stratificazione in cui uno stampo tridimensionale, positivo o negativo, viene stratificato con strisce di fibra di carbonio, le cosiddette patch. La parte è costituita da singole strisce di fibre adesive.

Quanto possa essere veloce, efficiente ed economico il posizionamento delle patch in fibra nella pratica è già stato dimostrato da SAMBA Pro, sviluppato dall'azienda Cevotec con sede a Taufkirchen. Questa linea di produzione completamente automatizzata è dotata di due robot Stäubli. Insieme, l'ultra-agile picker TP80 FAST e il TX200 a sei assi portano un totale di dieci assi robotizzati per il posizionamento libero delle patch.

Ed è così che funziona il posizionamento delle patch in fibra. La stazione 1 è il luogo in cui una striscia continua in fibra di carbonio viene alimentata alla macchina da taglio automatizzata. Qui, un laser ultra preciso taglia lunghezze più corte da utilizzare come cerotti. Nella fase successiva, la speciale pinza a vuoto del FAST Picker solleva la toppa in fibra di carbonio dal nastro trasportatore e la presenta a un sistema di telecamere che determina la posizione e l'orientamento precisi della toppa trattenuta dalla pinza. Il TP80 quindi attacca la toppa. Durante la manipolazione del cerotto, la pinza applica calore, attivando così il lato adesivo per garantire che sia saldamente fissato. Il compito del grande TX200 a sei assi è quello di posizionare lo stampo sotto il TP80 con velocità e precisione in modo che sia pronto a ricevere le patch.

UTILIZZO DEL CLIENTE

Abbinando individualmente l'orientamento delle fibre di ciascuna toppa alle sollecitazioni all'interno del componente, le proprietà meccaniche possono essere aumentate fino al 150%. Un altro vantaggio è la significativa riduzione del peso, che può essere superiore al 50% in alcuni componenti. Inoltre, il processo ottiene un punteggio elevato in termini di utilizzo massimo del materiale, ovvero il 100%. Il posizionamento di patch in fibra rappresenta quindi un importante sviluppo nella produzione in serie di parti complesse ad alte prestazioni.

"Le prestazioni dei robot Stäubli sono fondamentali per l'intero processo", afferma Felix Michl, CTO di Cevotec. "Grazie all'elevata dinamica del TP80 in particolare, siamo in grado di raggiungere tempi di ciclo che facilitano la produzione di massa. L'elemento della velocità offre flessibilità al posizionamento delle patch in fibra e rende questa tecnologia adatta alla produzione in serie sia su piccola che su larga scala".