Continuous Composites stampa in 3d longheroni strutturali in fibra di carbonio per il progetto di assemblaggio delle ali dei velivoli AFRL

Continuous Composites ha completato con successo un contratto di due anni dell’Air Force Research Laboratory (AFRL) dopo aver prodotto in modo additivo i longheroni strutturali in fibra di carbonio di un gruppo alare Low Cost Attritable Aircraft (LCAA).

Completando il progetto attraverso Lockheed Martin , Continuous Composites ha accoppiato materiali commisurati con la sua tecnologia di stampa 3D a fibra continua (CF3D) per sviluppare un “nuovo paradigma di progettazione strutturale” che ha ridotto i costi e i tempi di consegna per strutture di cellula attraenti.

Il progetto si è basato su una gamma di tecnologie di produzione, tra cui lo stampaggio a iniezione di fibre lunghe per le costole, la produzione additiva per produrre gli utensili, la sostituzione automatizzata delle fibre per le pelli, l’autodrill e l’assemblaggio robotico, nonché CF3D per stampare i longheroni. Questi longheroni sono stati stampati con CF3D alla lunghezza di otto piedi e pesavano quattro libbre ciascuno. Si dice che l’impregnazione, il consolidamento e la polimerizzazione in situ abbiano portato a significative riduzioni di costi e tempi, mentre la completa automazione di CF3D prevedeva il taglio e la rialimentazione che hanno consentito l’applicazione di cadute di strati e spessori variabili delle parti all’interno della struttura.

Al momento della consegna all’AFRL, i longheroni stampati in 3D sono stati sottoposti a test di carico statico e si dice che abbiano raggiunto un carico limite del 160% prima che la pelle di compressione si deformasse. Non sono stati rilevati danni visivi o misurati ai longheroni stampati, mentre hanno raggiunto una frazione di volume di fibra del 60% con circa 1-2% di vuoti.

“Il lavoro di successo con Continuous Composites e l’attenzione di AFRL su CF3D per questo progetto non solo fa avanzare la nuova tecnologia di stampa 3D, ma offre anche il potenziale per la stampa di compositi di livello aerospaziale in industrie ad alte prestazioni”, ha commentato John Scarcello, Senior Manager di Lockheed Martin Skunk Lavori. “Riconosciamo che questo processo sta aprendo la strada ad applicazioni più ampie sia all’interno delle applicazioni di difesa che commerciali e Lockheed Martin prevede di far parte di quel futuro di produzione avanzata”.

Continuous Composites ha lavorato con Lockheed Martin e AFRL per un paio d’anni e, pur continuando a sviluppare la sua tecnologia CF3D, ha collaborato con aziende come Siemens, Arkema, Comau e Güdel per migliorare il suo processo di produzione additiva in fibra di carbonio. CF3D si basa su una piattaforma di movimento guidata da un software di generazione del percorso utensile, che deposita resina termoindurente per taglio a scatto impregnata di fibra secca continua. La tecnologia è modulare – con miglioramenti all’end effector, alla compatibilità dei materiali e all’automazione ancora in lavorazione – ed è in grado di produrre parti composite di alta qualità con un rapporto resistenza / peso migliore rispetto a molti metalli. Parlando con TCT l’anno scorso, il CEO dell’azienda Tyler Alvarado ha osservato come l’aerospaziale e la difesa sarebbero un mercato chiave per Continuous Composites, e parlando di questo annuncio, suggerisce che ci sarà molto di più in arrivo attraverso il suo lavoro con l’Aeronautica Militare degli Stati Uniti.

“Questo progetto è un’applicazione in cui CF3D mostra la significativa riduzione dei costi e la libertà di progettazione, superando le rigorose proprietà meccaniche richieste per il settore aerospaziale”, ha offerto Alvarado. “Il nostro team è molto grato alla Lockheed Martin, all’Aeronautica Militare degli Stati Uniti e ad altri partner per aver incluso CF3D in questo progetto LCAA. Stiamo compiendo i prossimi passi per selezionare il nostro primo partner DOD a lungo termine mentre impegniamo l’Air Force, come evidenziato dai prossimi annunci del nostro coinvolgimento chiave con il programma AFRL PiCARD in parallelo a un CRADA quinquennale.

“Il successo di questo progetto LCAA mostra una grande opportunità per la produzione additiva con soluzioni di materiali CF3D personalizzate in grado di orientare le fibre strutturali in modo ottimale. È particolarmente interessante evitare costosi strumenti nella produzione di parti strutturali aerospaziali “, ha aggiunto Ray Fisher, responsabile del programma AFRL. “Attendo con impazienza ulteriori opportunità per incorporare CF3D in strutture sempre più complesse che sono ulteriormente ottimizzate per un’attrattiva produzione abilitante.”

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