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WP13 – LAAM.Composite

As peças de materiais compósitos de grande dimensão apresentam desafios no seu design e fabricação por meios tradicionais.

a) Os métodos comuns de fabrico de peças de grande dimensão em compósito prendem-se à necessidade de recorrer a moldes, o que representa um custo incomportável para pequenas séries de produção. Estes moldes, geralmente fabricados em metal, resultam da maquinação de grandes blocos de material para obtenção da superfície desejada para a produção de peças. Estes problemas podem ser colmatados pelos benefícios do fabrico aditivo pela sua versatilidade e flexibilidade ao nível de geometrias a fabricar, minimizando a utilização de material e o recurso a maquinação.

b) A reutilização de materiais compósitos apresenta-se como um grave problema nos meios existentes de reciclagem. Geralmente, estes materiais acabam em aterros sanitários ou incinerados para reaproveitamento energético devido à escassez de soluções para reaproveitamento. Tendo por vista uma progressiva transição ecológica, o presente projeto prevê a integração de unidades de reciclagem para obtenção de fibras de compósitos em fim de vida, reintegrando-as no fabrico de novos produtos por meio de fabrico aditivo.

c) Os processos de fabrico aditivo apresentam características nas peças acabadas que podem resultar num baixo rigor dimensional e incompatibilidade com a aplicação final. Existe o desafio e a necessidade de desenvolver estratégias e sistemas de controlo e monitorização em malha fechada. Esta tipologia de sistemas observa os desvios ocorrentes durante o processo face à peça final pretendida, gerando inputs ao processo de deposição de modo a mitigar esses desvios, com vista à obtenção de geometria viável do produto final.

d) A deposição de termoplásticos/compósitos necessita de elevados volumes de material de suporte. Este ponto verifica-se em processos de FA de impressoras de pequenas dimensões, e para LAAM este problema escala. Dado isto, existe a necessidade de colmatar o problema de recorrer a elevados volumes de material de suporte para peças de grande dimensão. Isto cria a oportunidade para desenvolver um método/sistema para redução da necessidade de suportes, aplicando o conceito de pinbed forming. O desenvolvimento de uma cama de pinos com atuadores independentes permite a impressão sobre uma superfície não planar, podendo acompanhar a geometria da peça no seu eixo vertical minimizando a necessidade de suportes para geometrias em overhang.

e) A deposição de termoplásticos e compósitos de fibra curta não apresentam propriedades mecânicas apropriadas para peças submetidas a cargas elevadas. O presente projeto colmata a necessidade de produção de componentes de alta performance, objetivando o desenvolvimento de uma cabeça de deposição para fibras continuas. Esta tipologia de processo permite o fabrico de peças com menores espessuras com propriedades mecânicas melhoradas face à opção em fibra curta ou termoplásticos.

Inov.AM - Inovação em Fabricação Aditiva
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