Une imprimante 3D à grande échelle montée sur robot vise à étendre les limites de taille AM

Caracol (Lomazzo, Italie) est une startup spécialisée dans la fabrication additive (FA) à grande échelle fondée en 2017 dans le but de développer l'impression 3D pour des applications industrielles hautes performances. « Notre mission est de travailler sur des applications de plus en plus extrêmes et avancées, dans des secteurs de pointe tels que l'aérospatiale et l'automobile. Nous pensons que la grande échelle est la clé pour pousser la fabrication additive en tant que technologie, bien au-delà de ce qui est possible aujourd'hui », explique Violetta Nespolo, directrice du marketing et de la stratégie chez Caracol.

Elle ajoute :« Nous avons commencé par travailler avec des imprimeurs existants et voir ce que nous pouvions faire pour étendre l'échelle de ce qui était possible. Nous avons découvert que les bras robotiques offrent une flexibilité maximale pour imprimer de grandes pièces complexes. »

Après sa phase de recherche initiale, Caracol a finalement développé et breveté un système d'impression 3D basé sur l'extrusion, comprenant un logiciel de conception et de gestion d'impression, à monter sur les bras robotiques Kuka. Actuellement, le système peut imprimer des pièces jusqu'à quatre mètres de large, bien que Nespolo indique qu'il pourrait imprimer jusqu'à 10 mètres de large avec l'ajout d'un chariot ou d'un système de rail si nécessaire.

Le système est compatible avec une gamme de polymères tels que le polyamide (PA), le sulfure de polyphénylène (PPS) et le polypropylène (PP), non renforcés ou renforcés avec jusqu'à 40 % de fibre de carbone ou de verre. « Nous sommes en mesure d'utiliser une très large gamme de matériaux au-delà des filaments d'impression 3D traditionnels, y compris le même type de granulés utilisé dans le moulage par injection, ce qui nous permet d'utiliser des composites avec un pourcentage de fibres plus élevé que les filaments d'impression 3D traditionnels » dit Nespolo.

Aujourd'hui, Caracol propose à ses clients une gamme complète de conception, d'ingénierie, de prototypage et de séries courtes ou moyennes dans son usine italienne. En plus de son système breveté à grande échelle, la société dispose également de capacités d'impression avec des imprimantes FDM et SLA de différentes tailles.

L'entreprise produit une variété de pièces prototypes pour l'automobile et d'autres industries, mais l'un de ses principaux objectifs est actuellement l'outillage aérospatial à grande échelle, explique Nespolo. Par exemple, Caracol a récemment construit un outil à grande échelle fabriqué de manière additive pour les panneaux de carénage de ventre d'avion, imprimé en une seule pièce puis usiné CNC pour atteindre les tolérances dimensionnelles requises de la pièce de 0,1 millimètre et une rugosité de surface de 1,6 m. Le processus de Caracol a réduit le nombre de pièces de plus de 30 à une, réduit le temps de production de six semaines à cinq jours et a permis au client d'économiser 35 % sur les coûts globaux. « Nous travaillons à trouver des solutions qui vont vraiment au-delà de la façon traditionnelle de faire les choses », déclare Nespolo. « Le produit peut être personnalisé et fabriqué de manière extrêmement rapide et économique par rapport aux solutions d'outillage métalliques traditionnelles. »

Les développements futurs incluent la production de pièces structurelles pour l'automobile et l'aérospatiale, des volumes d'impression encore plus importants, l'ajout du fraisage CNC pour la finition intégrée des pièces et la compatibilité avec des matériaux plus performants tels que le polyétheréthercétone (PEEK), le polyaryléthercétone (PAEK) et le renforcement de fibres continues.