Grootschalige, op een robot gemonteerde 3D-printer wil de AM-limieten uitbreiden

Caracol (Lomazzo, Italië) is een startup grootschalige additive manufacturing (AM) specialist, opgericht in 2017 met als doel 3D-printen op te schalen voor hoogwaardige industriële toepassingen. “Onze missie is om te werken aan steeds extremere en geavanceerdere toepassingen, in geavanceerde sectoren zoals lucht- en ruimtevaart en automotive. Wij zijn van mening dat grootschalige productie de sleutel is om additive manufacturing als technologie te pushen, veel verder dan wat vandaag de dag mogelijk is", legt Violetta Nespolo, Chief Marketing and Strategy Officer bij Caracol, uit.

Ze voegt eraan toe:“We begonnen door met bestaande printers te werken en te kijken wat we konden doen om de schaal van wat mogelijk was uit te breiden. We ontdekten dat robotarmen de maximale flexibiliteit bieden om grote, complexe onderdelen te printen.”

Na de eerste onderzoeksfase ontwikkelde en patenteerde Caracol uiteindelijk een op extrusie gebaseerd 3D-printsysteem, inclusief ontwerp- en printbeheersoftware, om op Kuka-robotarmen te monteren. Momenteel kan het systeem onderdelen tot vier meter breed printen, hoewel Nespolo zegt dat het tot 10 meter breed kan printen met indien nodig een trolley- of railsysteem.

Het systeem is compatibel met een reeks polymeren zoals polyamide (PA), polyfenyleensulfide (PPS) en polypropyleen (PP), onversterkt of versterkt met tot 40% koolstof of glasvezel. "We kunnen een zeer breed scala aan materialen gebruiken die verder gaan dan traditionele 3D-printfilamenten, inclusief hetzelfde type pellets dat wordt gebruikt bij spuitgieten, waardoor we composieten kunnen gebruiken met een hoger percentage vezels in vergelijking met traditionele 3D-printfilamenten," zegt Nespolo.

Tegenwoordig biedt Caracol klanten een volledig assortiment van ontwerp, engineering, prototyping en productieseries in korte of middellange series in de fabriek in Italië. Naast het gepatenteerde grootschalige systeem heeft het bedrijf ook mogelijkheden om te printen met FDM- en SLA-printers van verschillende formaten.

Het bedrijf produceert een verscheidenheid aan prototype-onderdelen voor de auto-industrie en andere industrieën, maar een van de belangrijkste aandachtspunten is momenteel grootschalige lucht- en ruimtevaartgereedschappen, zegt Nespolo. Zo heeft Caracol onlangs een grootschalig, additief vervaardigd gereedschap gebouwd voor panelen van vliegtuigbuikstroomlijnkappen, in één stuk gedrukt en vervolgens CNC-gefreesd om de vereiste maattoleranties van 0,1 millimeter en een oppervlakteruwheid van 1,6 m te bereiken. Het proces van Caracol verminderde het aantal stuks van meer dan 30 naar één, verkortte de productietijd van zes weken naar vijf dagen en bespaarde de klant 35% op de totale kosten. "We werken aan het vinden van oplossingen die echt verder gaan dan de traditionele manier van doen", zegt Nespolo. "Het product kan extreem snel en kosteneffectief worden aangepast en geproduceerd in vergelijking met traditionele metalen gereedschapsoplossingen."

Toekomstige ontwikkelingen zijn onder meer de productie van structurele onderdelen voor de auto- en ruimtevaart, nog grotere printvolumes, de toevoeging van CNC-frezen voor geïntegreerde afwerking van onderdelen en compatibiliteit met hoogwaardigere materialen zoals polyetheretherketon (PEEK), polyaryletherketon (PAEK) en continue vezelversterking.