次世代の積層造形製造

アプリケーション

高強度軽量部品の効率的な生産

バイエルン州のテクノロジー企業が開発したファイバーパッチ配置(FPP)システムは、AM技術における画期的な変化をもたらします。高性能ロボットを使うことで、このプロセスは、自動車産業における幾何学的に複雑な軽量部品の連続生産に革命を起こす可能性があります。

自動車生産における軽量化は最優先事項です。安全装備と高級機能により、近年、重量がどんどん増加しています。燃料消費量と汚染物質の排出を削減するために、メーカーは現在、この傾向を逆転させようと努力しています。軽量構造は大きなニーズがありますが、使われる部材と製造プロセスは、コスト効率のテストに合格しなければ工場に導入されません。

ソリューション

アディティブ・マニュファクチャリング(積層造形)ファイバー・パッチ・プレースメント(FPP)

ファイバーパッチプレースメント(FPP)として知られる先駆的な積層造形プロセスは、大きな進歩です。FPPは、ポジティブまたはネガティブの3次元モールドに炭素繊維ストリップ、いわゆるパッチを重ねる積層方法です。この部品は、個々の接着繊維ストリップから構成されています。

ファイバーパッチの配置がいかに速く効率的で、費用対効果が高いかは、Taufkirchenを拠点とするCevotec社が開発したSAMBA Proによってすでに証明されています。この全自動生産ラインには、2台のストーブリロボットが設置されています。超軽量のTP80 FASTピッカー と 6軸ロボットTX200 、トータルで10軸のロボット、によりパッチの自由な位置決めを可能にします。

そして、これがファイバーパッチ配置の流れは以下の通りです。ステーション 1 では、連続炭素繊維ストリップが自動切断機に供給され、ここでは、超精密レーザーがパッチとして使用する長さを短くスライスします。次のステップでは、FAST Pickerの特殊な吸着グリッパーがカーボンファイバーパッチをコンベアからピックし、グリッパーが保持するパッチの正確な位置と向きをカメラシステムで特定した後、TP80はパッチを貼り付けます。パッチを扱っている間、グリッパーは熱を加え、それによって接着剤側を活性化して、パッチがしっかりと取り付けられていることを確認します。大型の6軸 TX200 の仕事は、金型をTP80の下に迅速かつ正確に配置して、パッチを受け取る準備を整えることです。

お客様の使用状況

各パッチの繊維配向を部品内の応力に個別に一致させることで、機械的特性を最大150%向上させることができます。もう一つの利点は、一部のコンポーネントで50%以上も大幅な軽量化ができることです。さらに、このプロセスは、材料の100%という最大利用率においても高い評価を得ています。このように、ファイバー・パッチ・プレースメントは、複雑な高性能部品の大量バッチ生産において、大きな発展を遂げました。

「ストーブリロボットの性能は、プロセス全体にとって非常に重要です」と、CevotecのCTOであるFelix Michl氏は述べています。「特にTP80の高速性のおかげで、大量生産を容易にするサイクルタイムを達成することができます。スピードという要素は、ファイバーパッチの配置に柔軟性をもたらし、この技術を小規模と大規模の両方での連続生産に適したものにします。」