WP13 – LAAM.Composite

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

a) Métodos comuns de fabrico de peças de grande dimensão em compósito requerem o uso de moldes, representando um custo elevado para pequenas séries de produção. Estes moldes, geralmente feitos de metal, são obtidos pela maquinação de grandes blocos de material para alcançar a superfície desejada para a produção das peças. Estes problemas podem ser solucionados com os benefícios do fabrico aditivo, devido à sua versatilidade e flexibilidade em termos de geometrias, minimizando o uso de material e o recurso à maquinação.

b) A reutilização de materiais compósitos apresenta-se como um problema significativo nos atuais processos de reciclagem. Geralmente, estes materiais acabam em aterros ou são incinerados para reaproveitamento energético, dada a escassez de soluções de reaproveitamento. Visando uma transição ecológica, este projeto prevê a integração de unidades de reciclagem para recuperar fibras de compósitos em fim de vida, reintegrando-as no fabrico de novos produtos por meio do fabrico aditivo.

c) Os processos de fabrico aditivo podem gerar peças acabadas com baixo rigor dimensional e incompatibilidade com a aplicação final. Existe, portanto, o desafio de desenvolver estratégias e sistemas de monitorização em malha fechada. Estes sistemas monitorizam os desvios ocorrentes durante o processo em relação à peça final desejada, gerando inputs ao processo de deposição para mitigar esses desvios, alcançando uma geometria viável para o produto final.

d) A deposição de termoplásticos/compósitos requer elevados volumes de material de suporte. Este problema, presente em processos de FA de impressoras de menor dimensão, é intensificado em LAAM. Dada a necessidade de minimizar o uso de material de suporte para peças de grande dimensão, existe uma oportunidade para desenvolver um método/sistema para reduzir a 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, acompanhando a geometria da peça no eixo vertical e reduzindo a necessidade de suportes para geometrias em overhang.

e) A deposição de termoplásticos e compósitos de fibra curta não fornece propriedades mecânicas adequadas para peças sujeitas a cargas elevadas. Este projeto visa responder à necessidade de produzir componentes de alta performance, com o desenvolvimento de uma cabeça de deposição para fibras contínuas. Este processo permite a fabricação de peças de menores espessuras com propriedades mecânicas aprimoradas em comparação com a opção de fibra curta ou termoplásticos.