Następna generacja produkcji addytywnej

WYZWANIE

Wydajna produkcja lekkich elementów o wysokiej wytrzymałości

Systemy Fiber Patch Placement (FPP) opracowane przez bawarską firmę technologiczną stanowią krok naprzód w produkcji addytywnej. Dzięki wysokowydajnej robotyce proces ten może zrewolucjonizować seryjną produkcję skomplikowanych geometrycznie lekkich części w przemyśle motoryzacyjnym.

Redukcja masy jest najwyższym priorytetem w produkcji pojazdów. Wyposażenie bezpieczeństwa i luksusowe funkcje w ostatnich latach podnoszą ciężar własny coraz wyżej. Aby zmniejszyć zużycie paliwa i emisję zanieczyszczeń, producenci starają się obecnie odwrócić ten trend. Lekkie konstrukcje cieszą się dużym zainteresowaniem, ale odpowiednie materiały i procesy produkcyjne trafią do fabryk tylko wtedy, gdy przejdą test efektywności kosztowej.

ROZWIĄZANIE

Produkcja addytywna Umieszczanie łatek światłowodowych (FPP)

Pionierski proces wytwarzania przyrostowego znany jako Fibre Patch Placement (FPP) stanowi duży przełom. FPP to metoda warstwowa, w której trójwymiarowa forma, dodatnia lub ujemna, jest nakładana warstwami pasków z włókna węglowego, tzw. łat. Część jest zbudowana z pojedynczych pasków włókien samoprzylepnych.

O tym, jak szybkie, wydajne i opłacalne może być umieszczanie plastrów światłowodowych w praktyce, świadczy już SAMBA Pro, który został opracowany przez firmę Cevotec z Taufkirchen. Ta w pełni zautomatyzowana linia produkcyjna wyposażona jest w dwa roboty Stäubli. Niezwykle zwinny chwytak TP80 FAST i sześcioosiowy TX200 zapewniają łącznie dziesięć osi robota, które mają wpływ na swobodne pozycjonowanie łat.

I tak właśnie działa Fibre Patch Placement. Stacja 1 to miejsce, w którym ciągły pasek z włókna węglowego jest podawany do zautomatyzowanej maszyny do cięcia. W tym przypadku ultraprecyzyjny laser wycina krótsze odcinki, które można wykorzystać jako plastry. W kolejnym kroku specjalny chwytak próżniowy w FAST Picker podnosi łatkę z włókna węglowego z przenośnika taśmowego i przedstawia ją systemowi kamer, który określa dokładne położenie i orientację łaty trzymanej przez chwytak. Następnie TP80 nakleja łatkę. Podczas obchodzenia się z plastrem chwytak stosuje ciepło, aktywując w ten sposób stronę klejącą, aby upewnić się, że jest ona mocno przymocowana. Zadaniem dużego sześcioosiowego TX200 jest szybkie i dokładne ustawienie formy poniżej TP80 tak, aby była gotowa na przyjęcie łat.

UŻYTKOWANIE PRZEZ KLIENTA

Dzięki indywidualnemu dopasowaniu orientacji włókien każdej łaty do naprężeń w elemencie, właściwości mechaniczne można zwiększyć nawet o 150 procent. Kolejną zaletą jest znaczna redukcja masy, która w przypadku niektórych komponentów może wynosić nawet ponad 50 procent. Ponadto proces ten osiąga wysokie wyniki pod względem maksymalnego wykorzystania materiału, tj. 100 procent. Fibre Patch Placement stanowi zatem duży postęp w masowej produkcji seryjnej złożonych, wysokowydajnych części.

"Wydajność robotów Stäubli ma kluczowe znaczenie dla całego procesu" – mówi Felix Michl, dyrektor techniczny w firmie Cevotec. "W szczególności dzięki wysokiej dynamice TP80 jesteśmy w stanie osiągnąć czasy cykli, które ułatwiają produkcję masową. Element szybkości zapewnia elastyczność w rozmieszczaniu łatek światłowodowych i sprawia, że technologia ta nadaje się do produkcji seryjnej zarówno na małą, jak i dużą skalę".