Aurora Flight Sciences maximiza os benefícios das ferramentas compósitas impressas em 3D

“A cada ano utilizamos mais a manufatura aditiva, principalmente em ferramentas para peças compósitas e de aeronaves.”
~Dan Campbell, gerente de Programa e líder do Grupo para pesquisa de manufatura aditiva da Aurora Flight Sciences

A Aurora Flight Sciences é líder no desenvolvimento e manufatura de sistemas avançados de veículos não tripulados e aeroespaciais. Com 500 funcionários e quatro bases nos EUA, ela não é uma típica empresa aeroespacial. Na verdade, seu relativo pequeno porte permite a ela se adaptar rapidamente às mutáveis necessidades da indústria aeroespacial e de defesa. A Aurora desenvolveu aeronaves opcionalmente tripuladas (Centaur); uma aeronave recordista não tripulada de autonomia ultralonga (Orion); inúmeros pequenos sistemas portáteis para aeronaves não tripuladas (UAS); e uma grande aeronave solar. Recentemente, ela ganhou um contrato para o avião DARPA X com o seu conceito exclusivo e inovador LightningStrike VTOL. O setor de negócios de Estruturas Aéreas da Aurora fornece estruturas e unidades de compósito de grande porte e complexidade a vários OEMs, incluindo a Northrop Grumman (Global Hawk & Triton UAS), Sikorsky (CH-53K, MH-60R, S-92, S-97), Bell (525) e Gulfstream (G500).

Uma das razões pelas quais a Aurora consegue inovar com constância é pela adoção da manufatura aditiva (AM) em quase todos os aspectos de seus negócios. Não é segredo que a indústria aeroespacial tem utilizado tecnologias AM como a FDM por décadas, mas a Aurora tem estado entre os pioneiros da AM há muito mais tempo que a corrente de prototipagem, com aplicações como os ferramentas compósitas, as peças de produção e até mesmo o primeiro demonstrador UAV a jato do mundo. Os benefícios se tornaram imediatamente óbvios para a Aurora, uma vez que ela conseguiu reduzir drasticamente seu ciclo de design e desenvolvimento, tempo de execução e custo global. Em muitos casos, essas peças podem ser impressas em dias ou até mesmo horas, com reduções de custo significativas em comparação aos tradicionais métodos de manufatura.

Além das ferramentas compósitas e das peças de produção, a Aurora Flight Sciences está utilizando a FDM em programas de P&D para criar estruturas compósitas multifuncionais. Dr. Konstantine Fetfatsidis, diretor de Programas/Busca de Materiais Compósitos Avançados na Aurora, lidera um programa da NASA que mescla FMD e deposição automática de fibras (AFP). Essa tecnologia permite a autocura de microfissuras para ajudar a prolongar a vida de grandes naves de material compósito que, em última instância, levarão os seres humanos ao espaço sideral. Pequenos filamentos (300 – 400 mícrons de diâmetro) de termoplástico contínuo (PLA) descartável são impressos diretamente entre camadas de materiais compósitos de fibra de carbono depositadas pelo sistema AFP. Depois da resina nos géis de compósito, um ciclo de pós-cura a uma temperatura ligeiramente superior leva o PLA (que é revestido com um catalisador) à despolimerização, deixando vazios os canais ocos incorporados ao compósito. Esses canais são preenchidos com uma química de duas partes de maneira tal que, quando uma microfissura penetra nos canais, o fluido se espalha pela fissura, misturando-se e iniciando a cura.

A questão de onde armazenar o agente de cura forçou a Aurora a examinar núcleos em formato de favo de mel que pudessem ter sua forma e tamanho adaptados para o desempenho estrutural, atuando também como um reservatório para o armazenamento dos fluidos necessários às aplicações de autocura e de gerenciamento térmico. Em última instância, a Aurora tem utilizado o seu sistema AFP para a deposição de compósitos do tipo sanduíche, empregando núcleos impressos em 3D e recursos incorporados impressos em 3D, sobre ferramentas compósitas em FDM de baixo custo que também foram utilizadas para operações de corte e rebarba. Ao longo dos próximos meses, a Aurora escalará a avaliação para demonstrar a manufatura de uma seção de um domo de cinco pés de diâmetro que inclui um núcleo e molde por deposição impresso em 3D pela Stratasys utilizando resina Ultem 1010.

A Aurora Flight Sciences é um excelente exemplo de empresa que tomou a decisão estratégica de adotar a manufatura aditiva (especialmente a FDM) em suas operações diárias e, ao fazer isso, obteve inúmeros benefícios. Ela se posicionou também para a liderança futura por meio do foco contínuo em projetos de P&D inovadores que testam os limites da tecnologia e apontam o caminho para a implementação de novos avanços. A manufatura aditiva continua a demonstrar um valor significativo e recursos possibilitadores da inovação em todas as indústrias transformadoras, principalmente com sua capacidade de ruptura e aprimoramento na fabricação de estruturas de compósitos complexas. À medida em que os materiais e recursos continuam a evoluir, evoluirá também a adoção nas exigentes indústrias transformadoras aeroespacial, automotiva e outras. Para obter mais informações sobre FDM para a fabricação de compósitos, visite nossa página sobre ferramentas compósitas em Stratasys.com.

Aurora Flight Sciences
Laser projector outlining the printed micro-channels embedded into the composite laminate.
Aurora Flight Sciences
Printed core using ULTEM 1010 resin.
FDM Composite Part
Laying up composite part using AFP system on an FDM mold.

 

Este post também está disponível em: Inglês

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