Termoformatrice per componenti aeronautici

Wickert Maschinenbau ha sviluppato una nuova termoformatrice con caratteristiche di particolare efficienza e velocità per la produzione di componenti strutturali per aeromobili in materiali compositi. La macchina – che sarà presentata alla prossima fiera JEC World, in programma a Parigi dal 10 al 12 marzo – esegue tutte le fasi di processo, dal caricamento e il preriscaldamento del semilavorato, fino al vero e proprio processo di termoformatura e scarico e la concezione semi-automatizzata consente aumenti di produttività fino all’80%. L’impiego di un robot industriale in combinazione con un sistema di manipolazione personalizzabile consente la lavorazione flessibile di componenti di diverse dimensioni. Inoltre, poiché i pezzi riscaldati vengono gestiti senza intervento umano, il carico di lavoro dell’operatore è ridotto. La nuova termoformatrice è adatta a numerosi materiali compositi utilizzati nella realizzazione di componenti strutturali per la costruzione di aeromobili, tra cui termoplastici rinforzati con fibra di carbonio come PPS e PEEK. Tutte le versioni sono modulari e personalizzabili con forze di chiusura comprese tra 20 e 100.000 kN.

La nuova termoformatrice di Wickert è dotata di un sistema di manipolazione automatizzata dei componenti per massimizzare la precisione e l'efficienza nel processo di produzione. Un robot industriale sposta in modo sicuro, rapido e preciso i semilavorati in composito preassemblati e fissati a telai di serraggio universali all'interno del sistema. Ciò conferisce alla macchina un elevato grado di flessibilità, poiché il telaio di serraggio è progettato per componenti di dimensioni diverse, fino a 1.100 mm di lunghezza. Wickert ha sviluppato internamente i componenti del telaio e le pinze del robot industriale, per garantire precisione, sicurezza e ripetibilità. L'uso di piastre di serraggio magnetiche per un rapido fissaggio degli utensili riduce significativamente i tempi di impostazione, aumentando ulteriormente l'efficienza. Il sistema di controllo personalizzabile consente di eseguire modifiche alle ricette in modo rapido e senza sforzo. Inoltre, gestisce anche la registrazione e il monitoraggio dei dati di processo specifici per ogni componente, garantendo così una completa tracciabilità. Ciò assicura che i rigorosi requisiti dell'industria aeronautica siano sempre rispettati.

Il processo inizia dalla stazione di ingresso/uscita, dove i componenti in composito fissati ai telai di serraggio vengono introdotti nel ciclo produttivo. Il robot preleva un telaio di serraggio e lo trasporta nel forno a infrarossi per il preriscaldamento. Qui, il componente viene riscaldato alla temperatura di processo richiesta, fino a 450 °C, in circa due minuti. Solo la geometria del componente specifico viene preriscaldata, ottenendo una distribuzione omogenea della temperatura di ±5 °C su tutta la superficie. Successivamente, il robot rimuove il telaio di serraggio con il componente preriscaldato dal forno e lo trasporta immediatamente alla termoformartice, dove viene posizionato con precisione. L'intero processo, dalla rimozione all’applicazione della forza nella termoformatrice, dura meno di cinque secondi. A questo punto avviene il vero e proprio processo di termoformatura, che dura circa un minuto, dopo il quale il robot rimuove il componente completato.

Poiché il forno a infrarossi è progettato con due stazioni di riscaldamento su altrettanti livelli, è possibile preriscaldare in parallelo due telai di serraggio con i rispettivi componenti. Questo consente alla termoformatrice di essere continuamente alimentata con semilavorati preriscaldati, aumentando significativamente la produttività. Dopo la termoformatura, i componenti vengono trasportati nuovamente alla stazione di ingresso/uscita, dove i pezzi finiti vengono rimossi dal telaio di serraggio e preparati per la fase successiva della produzione. “Questa nuova termoformatrice consente di realizzare componenti di dimensioni diverse in modo efficiente e con precisione ripetibile. Questo non solo consente di risparmiare tempo, ma garantisce anche una qualità del prodotto costantemente elevata”, ha sottolineato Steve Büchner, viceresponsabile marketing di Wickert. Per il futuro, il costruttore prevede di mettere a punto un processo produttivo in cui l’ingresso e l’uscita manuali siano completamente automatizzati, mentre è già in fase di sviluppo una versione che consente di posizionare il telaio di serraggio con il componente all’interno della termoformatrice con un angolo definibile liberamente per applicazioni specifiche.