Las estructuras ligeras y resistentes son un gran problema para muchas industrias, como la construcción y el paisajismo ecológico. Si bien estos son materiales bastante útiles, los métodos actuales tienen ciertas desventajas. Por ejemplo, la colocación automatizada de fibras (AFP) y la colocación automática de cintas (ATL) pueden crear piezas con propiedades mecánicas bajas y huecos en la estructura. Sin embargo, la tecnología AFPALM presenta un medio para evitar estos problemas mediante la impresión 3D.
La tecnología AFPALM combina la impresión 3D con el reemplazo automatizado de fibra, como sugiere el nombre. Investigadores alemanes de la Technische Universität Braunschweig están realizando pruebas en él, mostrando cómo funciona en un artículo que tituló Un enfoque novedoso: combinación de colocación automatizada de fibra (AFP) y fabricación de capas aditivas (ALM).
El método utiliza un brazo robótico de seis ejes con una impresora 3D y un cabezal AFP en la parte delantera que coloca un tejido de refuerzo. Estos trozos de tela (preimpregnados) ya contienen resina y agentes de curado adecuados desde el principio. Los preimpregnados son bastante fáciles de colocar sobre una superficie plana, pero el nuevo método muestra una forma de hacerlo sobre geometrías complejas.
Aplicaciones de fibra de carbono
El cabezal AFP y la impresora 3D CFRP-UD funcionan en conjunto con preimpregnados termoplásticos colocados o termoendurecibles unidireccionales (UD). En este caso, mostraron un medio para la impresión 3D para compensar las fallas en los métodos AFP. La combinación de los dos evita los huecos que uno esperaría normalmente en el proceso de fibra automatizado. Los componentes impresos en 3D rellenaron cualquier área incompleta sin sacrificar la calidad de los componentes en general.
Crearon tres muestras: un laminado sin huecos, un laminado con huecos y un laminado en el que la impresión 3D llenaba los huecos. Los resultados mostraron un aumento en la resistencia a la tracción en las piezas impresas en 3D, manteniendo un peso reducido. También hicieron que las piezas fueran mucho más consistentes y homogéneas sin causar un consumo de material innecesario.
Las versiones futuras de la tecnología podrían incluir una cámara térmica que ayude a imprimir sobre los espacios. Esto permitiría un proceso más rápido con todas las ventajas enumeradas anteriormente. Las industrias aeroespacial y de la construcción ciertamente harían un gran uso de tal invención.
Imagen destacada cortesía de Technische Universität Braunschweig.
