A Fabricação Aditiva Encapsuladora de Fios ou Fibras (WEAM/FEAM) pode agilizar significativamente a produção industrial de componentes que exigem fiação, sensores, atuadores ou sistemas de iluminação integrados, complexos, porém compactos, imprimindo diretamente esses elementos em peças. O processo FEAM usa fibras de vidro em vez de fios; essas fibras são revestidas com um polímero e aplicadas a qualquer substrato sem afetar suas propriedades ópticas. Essa tecnologia permite a criação de elementos de iluminação, sensores ou condutores de dados personalizáveis em superfícies 2D e 3D.
Um desenvolvimento notável no Fraunhofer IWU é o Automated Cable Assembly (AuCA). A robótica tradicional luta para produzir e dispor automaticamente feixes de cabos flexíveis em veículos. O AuCA aborda esse desafio fabricando a fiação diretamente em componentes de forma guiada por robô e prendendo-a com um polímero.
A equipe liderada por Lukas Boxberger na Fraunhofer IWU oferece uma variedade de cabeças de impressão para uma ampla gama de tarefas de fabricação, que podem ser ainda mais personalizadas para atender aos requisitos específicos do produto.
Impressão de chicotes elétricos personalizados na fabricação de automóveis
O chicote elétrico de um automóvel consiste em vários cabos com comprimentos, seções transversais e conectores de terminais variados. Para sistemas robóticos, montar e instalar um sistema de cabos que se estende por vários quilômetros é extremamente desafiador – exigindo inúmeras câmeras, sensores e etapas de processamento intrincadas. Como resultado, toda a cadeia de processos – da montagem dos cabos à instalação deles no veículo – ainda depende muito de trabalho manual meticuloso.
O AuCA da Fraunhofer IWU reinventa a colocação de cabos ao combiná-la com a tecnologia de impressão 3D. Essa inovação permite que cabos flexíveis sejam depositados diretamente de um reservatório sem fim, sem a necessidade de manuseio manual. Além disso, os pesquisadores desenvolveram um cabeçote de ferramenta que aprimora a funcionalidade dos cabos colocados.
Este conceito automatizado de colocação de cabos elimina a necessidade de processamento de imagem e usa um sistema de colocação eficiente diretamente no componente final. A tecnologia elimina a necessidade de pré-montagem de cabos, configuração de chicotes, transporte e instalação. Tal sistema pode substituir várias estações de trabalho manual e aplicar chicotes elétricos diretamente em componentes adjacentes à linha de produção do carro. O AuCA reduz o chicote elétrico aos seus componentes principais: cabos individuais, contatos necessários e adesivos específicos da aplicação. Esta abordagem economiza peso e elimina a necessidade de materiais adicionais para proteção de transporte.
Existem aplicações semelhantes em todas as áreas de integração de cabos, desde gabinetes de controle até eletrônicos de consumo.
FEAM para fibra óptica e sistemas avançados de iluminação
Além de cabos revestidos, fios de fibra óptica também podem ser aplicados a vários substratos usando tecnologia de impressão. Na Fabricação Aditiva de Encapsulamento de Fibra (FEAM), uma única fibra ou feixe de fibras é impresso no componente por uma cabeça de impressão e encapsulado com um revestimento de polímero. Este método permite que trilhas de fibra de vidro sejam depositadas diretamente no componente final em qualquer formato desejado.
Com a tecnologia FEAM, os pesquisadores pretendem expandir os limites da integração de fibra óptica para desenvolver soluções econômicas e flexíveis em termos de design para aplicações industriais. A Fraunhofer IWU está trabalhando em métodos que permitem a integração totalmente automatizada de elementos de fibra óptica e está desenvolvendo sistemas de cabeça de impressão que são mais rápidos, mais precisos e mais eficientes. Produtos com fibras ópticas aplicadas diretamente em peças moldadas por injeção se beneficiam de tempos de processamento mais curtos e menos componentes. Benefícios de custo comparáveis são alcançados quando essa tecnologia é usada para aplicar fibras ópticas diretamente em componentes.
Na Formnext, a Fraunhofer IWU apresentará uma cabeça de impressão capaz de velocidades de deposição de até 50 milímetros por segundo para diâmetros de fibra variando de 0,2 a 1 milímetro, sem requisitos especiais para o material de revestimento. Por exemplo, fibras ópticas de emissão lateral (SEFOs) com um invólucro transparente protetor podem ser aplicadas a uma peça moldada por injeção para criar elementos de luz poderosos e planos. Para saber mais sobre o FEAM acesse o site.
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