3D se alătură FRP: mai multă flexibilitate, pentru componentele supuse unor sarcini mari

 Individualitatea și adaptabilitatea nu trebuie să se afle în con­tradicție cu robustețea și stabilitatea: se preconizează că pro­duse precum scaunele pentru automobile sau protezele medi­cale care trebuie să aibă toate aceste caracteristici vor fi produse în viitor utilizând o combinație de imprimare 3D și tehnologia bazată pe materiale plastice armate cu fibre (FRP). Imprimarea 3D asigură o flexibilitate maximă din punctul de vedere al for­mei și al funcției componentei; materialul plastic armat cu fibre asigură stabilitatea necesară, chiar și atunci când este supus unor sarcini mari. Institutul Fraunhofer pentru Tehnologia de Producție IPT din Aachen analizează în prezent procesul combinat de fabricație, în cadrul „LightFlex”, un proiect de cercetare finanțat de Ministerul Federal al Educației și Cercetării (BMBF) din Germania.

Componentele din materiale plastice injectate în matrițe, care sunt combinate cu materialele compozite cu fibre, pentru armare, au un inconvenient major: este dificil să fie adaptate în funcție de dorințele sau cerințele individuale. Având în vedere faptul că pentru injecție se utilizează echipamente costisitoare și inflexibile,numai producția în serie mare este convenabilă. Funcțiile speciale sau modificările realizate în faza de dezvoltare a produsului sunt întotdeauna asociate unor etape de prelucrare ulterioară, costisi­toare și de durată. Producția în cantități mici sau fabricarea de prototipuri sunt adesea neviabile din punct de vedere economic din cauza costurilor ridicate.

În astfel de cazuri, Institutul Fraunhofer IPT și partenerii săi din cadrul proiectului „LightFlex” intenționează să înlocuiască utilizarea componentelor injectate în matrițe cu componente produse prin fabricația aditivă: imprimarea 3D permite per­sonalizarea anumitor părți, pentru a răspunde, practic, oricăror cerințe și pentru a avea capacitatea de realizare a oricărei funcții specificate înainte de îmbinarea cu un material compozit cu fibre termoplastice, astfel încât să se obțină nivelul cerut al capacității de încărcare.

Pentru optimizarea capacității de încărcare a pieselor utilizate în componentele FRP, se utilizează plăci organice din mate­riale semifabricate, unidirecționale. Totuși, în locul unor bunuri standard cu dimensiuni fixe, plăcile organice realizate în formă apropiată de cea finală și adaptate fiecărei aplicații în parte sunt produse cu ajutorul unui dispozitiv creat de Institutul Fraunhofer IPT. Acesta minimizează deșeurile de materiale și aduce economii semnificative în ce privește fibrele de carbon, a căror producție este asociată cu un consum mare de energie. Dispozitivul utilizat a fost anterior dezvoltat de Institutul Fraunhofer IPT, în cadrul proiectului „E-Profit” finanțat de BMBF.