Produzione ultraveloce di componenti in materiale leggero
Compiti da svolgere
Nella produzione di semilavorati su misura in materiali compositi a base di fibre (tailored composite blanks), i singoli strati di materiale in bobina rinforzato con fibre unidirezionali (i cosiddetti nastri UD) vengono saldati tra loro con il laser in diverse direzioni. In questo modo è possibile realizzare strutture di rinforzo personalizzate con le più svariate geometrie e configurazioni stratificate. Il Centro di Aquisgrana per le strutture leggere integrative (AZL) della RWTH di Aquisgrana ha sviluppato un processo brevettato e premiato (JEC World Innovation Award, Parigi 2019) per automatizzare la posa del nastro assistita da laser, in modo da poter produrre laminati in modo economicamente vantaggioso e adatto alla produzione in grande serie. Per poter attuare il processo, l’AZL aveva bisogno di un partner esperto che non solo sapesse con quali mezzi fosse possibile realizzare l’automazione, ma fosse anche in grado di fornire i componenti necessari a tal fine.
Soluzione di mk
In collaborazione con l’AZL, mk, in qualità di partner industriale del progetto F&E, ha sviluppato una linea di automazione. Questo sistema trasporta i pallet da una stazione di deposito all’altra e fornisce inoltre l’avanzamento necessario nel processo di posa del nastro assistito dal laser. Nel quadro di questo progetto, mk ha potuto mettere a frutto la propria pluriennale esperienza nei settori dell’automazione, della tecnologia dei nastri trasportatori e del maneggio dei pezzi, fornendo i componenti adeguati a tale scopo.
Il trasferimento dei pallet avviene tramite il sistema a pallet Versamove. Per l'avanzamento vengono utilizzati moduli lineari con cinghia dentata. Queste accelerano molto rapidamente, soddisfacendo così i requisiti di precisione e di velocità di 1 m/s. Per raggiungere il tempo di ciclo richiesto nel processo industriale, vengono utilizzate due unità lineari parallele. Funzionano in modo indipendente dal tempo, alternandosi l’uno con l’altro. In questo modo, la corsa di ritorno a vuoto avviene nel tempo secondario della posa del nastro.
Inoltre, mk ha fornito la struttura di protezione per il progetto, realizzata sotto forma di cabina di protezione laser. Sono state utilizzate guarnizioni a labirinto, in modo da eliminare gli interstizi che consentivano il passaggio diretto della luce e del laser. Durante il funzionamento presso l'AZL è emerso che, all'uscita del pallet dalla cabina laser, potevano fuoriuscire raggi laser riflessi di intensità eccessiva. In questo punto è stato necessario aggiungere un tunnel e dotare la fessura di uscita di spazzole a listello.
Il progetto si è articolato in due fasi. Nel primo progetto, la fattibilità è stata dimostrata sulla base di un prototipo funzionante. In una seconda fase, l'impianto è stato ampliato con l'aggiunta di una stazione ottimizzata e di un circuito per pallet, al fine di poter successivamente attuare la produzione completamente automatizzata e approfondire lo studio del processo.
Vantaggio per il cliente
- Sistema completo, compreso l'involucro, fornito da un unico fornitore
- Consulenza e fornitura della tecnologia dei nastri trasportatori necessaria
- Raggiungimento della velocità con componenti standard
- Macchine espandibili e modificabili in modo flessibile
Prodotti utilizzati
> Circuito pallet modificato Versamove
> Unità lineare con guida a ricircolo di sfere
> Capsula di protezione laser
