Electroimpactの6軸連続ファイバー3Dプリンター、将来の多機能製造セルの一部

Electroimpact（、ワシントン州、米国）は、アウトオブオートクレーブ（OOA）in-situ統合熱可塑性自動ファイバー配置（AFP）プロセスと高度な溶融フィラメント製造（FFF）3D印刷プロセスを統合されたスケーラブル複合ロボット添加剤に統合しました製造（SCRAM）システム。 SCRAMは、真の6軸の産業用連続繊維強化3Dプリンターであり、航空宇宙グレードの統合複合構造を工具なしで迅速に製造できます。高性能熱可塑性プラスチックと高い割合の連続繊維強化材を組み合わせて、積層造形の世界ではこれまでにない優れた材料特性を備えた部品を製造しています。 Electroimpactは、このテクノロジーは業界で他に類を見ないと主張しています。

「真の3D」印刷

ほとんどの3D印刷プロセスは、「2.5D」印刷として正確に説明されています。これは、材料が平らなスライスに連続して堆積され、次に積み重ねられて3Dオブジェクトを形成するためです。ただし、連続繊維強化熱可塑性プラスチックの層は、空気力学的表面や流体の流れのためのダクトなどの複雑な輪郭の形状をとることができるため、SCRAMプロセスは「真の3D」印刷と見なすことができます。さらに、6軸プロセスであるため、各層内の繊維配向を特定の用途に合わせて調整し、従来のAFPシステムと同様に、成形品全体に最適な強度と剛性の分布を提供できます。

オンデマンド印刷されたツーリング

各SCRAMセルには、強化された熱可塑性印刷システム（in-situ統合（ISC）を備えた縮小されたより器用なAFP）だけでなく、高度なFFF印刷プロセスに基づく迅速な工具製造システムも装備されています。従来の自動ファイバーレイアップは、柔軟性がなく、高価で、長いリードタイムを必要とするハードツールへの多額の投資を必要とします。対照的に、SCRAMは、単純な平板から始めて、オンデマンドでサポートツールを簡単に印刷できます。その後、部品の印刷が終了すると、工具の材料が溶解し、迅速な設計の反復が可能になります。また、従来の方法では製造が困難または不可能な内部チャネルなどの部品形状を作成することもできます。

マルチマテリアルシステム

連続繊維強化熱可塑性印刷プロセス（AFP ISC）およびFFFサポートツール印刷プロセスに加えて、SCRAMセルには、短い繊維または「チョップド」繊維で強化された熱可塑性材料の堆積用に最適化されたFFFノズルも装備されています。独自のレーザー加熱システムが組み込まれており、層間に非常に強力な結合を生成します。このプロセスは、連続ファイバーを敷設することが幾何学的に不可能であるか、そうでなければ意味をなさない状況に理想的です。

連続繊維プロセスと同様に、これは「真の3D」印刷プロセスであり、レイヤーは平面のスタックに拘束されません。可変密度コアやその他の内部構造などの複雑な形状は、曲率が大きく変化する連続した繊維強化層に直接印刷できます。必要に応じて、連続した繊維強化層を、刻んだ繊維強化コア構造の上に堆積させて、上部スキンを形成することができます。資料の例は次のとおりです。

• PAEK（ポリアリールケトン）ファミリーの熱可塑性プラスチック（PEEK、PEKKなど）
• ナイロンおよびその他の低温熱可塑性プラスチック（PA12、ABSなど）
• 水溶性熱可塑性プラスチック
• 炭素繊維
• グラスファイバー
• ホウ素繊維。

SCRAMセル構成

ElectroimpactのSCRAMシステムは、Siemens 840D CNCコントローラーと特許取得済みのAccurateRobotパッケージを備えた6軸ロボットを使用します。これには、無制限の回転を伴うユーティリティパススルー用の連続した6番目のロボット軸が含まれます。ツール交換インターフェースにより、マルチマテリアルデポジションエンドエフェクターを含むエンドエフェクターをシームレスにピックアップおよびドロップオフできます。

セルには、回転するホットプレートを備えた加熱ビルドプラットフォームが含まれ、熱膨張と収縮を制御するために加熱ビルドチャンバーに収容されています。 SCRAMには、クーポンとキャリブレーションスタンド、CAMパーツプログラミングソフトウェアスイート、およびオペレーター、メカニック、プログラマー向けのトレーニングも標準装備されています。

オプション機能は次のとおりです。

• 安価な原料から大型のサポートツールをすばやく堆積させるための、高スループットのプラスチックペレット押出エンドエフェクター。
• 最適な仕上げと精度を実現するために部品をトリミングし、サポートツールの表面を調整するためのサブトラクティブマシニングエンドエフェクタ。
• 短時間の生産で水溶性の犠牲層を組み込んだ、部分的に再利用可能なサポートツールシステム。

エレクトロインパクトについて

Electroimpactは、航空宇宙産業向けの製造自動化および工具の経験豊富なサプライヤーです。同社はエンジニアの天国であり、最小限の官僚主義でコンセプトから顧客の受け入れまでのすべての作業を垂直に担当しています。彼らのプロジェクトには、民間航空機の翼用の完全な自動化アセンブリシステム、AFP（自動ファイバー配置）システム、高精度のロボット掘削および固定機、翼パネルおよび胴体アセンブリ用のリベット打ち機、宇宙船および衛星処理装置が含まれます。