Mikrosamが金型不要のマルチロボットシステムを発表、熱可塑性複合材の自動生産へ

Mikrosam（マケドニア、プリレップ）は、金型やツールを使用せずに熱可塑性複合材を製造する自動プロセスを発表しました。Mikrosam、General Atomics Aeronautical Systems Inc.（GA-ASI、カリフォルニア州サンディエゴ、米国）、Composite Automation LLC（フロリダ州ケープコーラル、米国）の研究プロジェクトにより、熱可塑性材料のツールレス・インシチュ統合が実現しました。

Mikrosamは、自動ファイバープレースメント（AFP）と自動テープレイアップ（ATL）の先進システムを用いて、タンデムで働くデュアルロボットによる統合製造セルを構築しました。1台のロボットが熱可塑性一方向（UD）テープを積層し、もう1台が積層ヘッドの反対側でツールとして機能します。ロボットの動きは精密かつ協調的で、複数層にわたる空間的3Dインシチュ統合を実現するとされています。

システムは、Mikrosamのシミュレーション・制御・自動化ソフトウェア「MikroPlace」と、複数ロボットを単一セルとして動作させ複合部品を製造する「MikroAutomate」ソフトウェアと統合されています。この統合により、オートクレーブを追加で必要とせずに3D複合部品を製造する技術的課題を克服したとしています。空間に配置された材料は、希望する最終形状に応じて、一方または両端で金属フレームによって保持されます。この熱可塑性炭素繊維3Dプリント応用は、新しいマンドレルやツールの製作が常に可能ではない航空宇宙や海洋産業、または複雑・特殊な用途で柔軟性が求められる場合をターゲットとしています。Mikrosamによれば、現在の顧客にはTier-1航空宇宙サプライヤーが含まれます。

特許出願中のこのマルチロボット3Dプリントシステムは、過去数年間にわたるMikrosamのインシチュ統合熱可塑性部品製造の進歩を活用しています。MikrosamのAFPおよびATLシステムには、精密な温度と角度制御を備えたレーザー加熱源と、熱モデルによるクローズドループフィードバックが含まれます。もう一つの特徴は、オープン3D形状とパイプ・容器等のクローズドマンドレル表面で単方向・双方向配置が可能なマルチマテリアルAFPヘッドです。シンプルなスプール交換とレーザーから赤外線加熱源への切り替えにより、単一AFPヘッドでの材料・技術切り替え時間を短縮できるとされています。

この技術はJEC World 2019でハイライトされました。

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