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Il primo collettore idraulico stampato in 3D vola con successo sul velivolo Airbus A380

La strada verso la stampa in 3D di componenti di velivoli fondamentali in termini di sicurezza è lunga e intricata, tuttavia i vantaggi all’orizzonte sono abbastanza da giustificare anni e anni di lavoro spesi nella ricerca e nel collaudo. Ma in fin dei conti, anche per i progetti più complessi arriva un momento in cui tutti gli sforzi impiegati vengono ripagati. Il volo del collettore idraulico completamente stampato in 3D a bordo dell’Airbus 380, avvenuto il 30 marzo, rappresenta senz’altro uno di quei momenti.  Peter Sander, vice presidente e Head of the Emerging Technologies & Concepts Germany – una delle figure fondamentali dietro a tale avvenimento – rivela che cosa significa questo per la AM e per l’industria aerospaziale in un’intervista esclusiva.

Può darci maggiori dettagli su come è iniziato questo progetto?

“Il collettore idraulico realizzato con AM è stato concepito per la prima volta nel lontano 2007, quando la sovvenzione da parte del governo tedesco consentì alla Chemnitz University of Technology e al LIEBHERR Group di iniziare a lavorarci. Nel 2010 c’è stato il raggiungimento del primo traguardo, quando abbiamo stabilito che sarebbe stato realmente possibile farlo. È stato allora che sono stato invitato a partecipare.”

Che cosa fa esattamente questo componente?

“L’azionatore del deflettore è un componente fondamentale in termini di sicurezza. Viene utilizzato per controllare il dispositivo di arresto aria, il deflettore. Si tratta di una parte molto complessa e il punto è che, nel corso degli ultimi sette anni, siamo stati in grado di progettarla e di legittimarla fino a consentirle davvero di poter essere utilizzata in volo. È la prima volta in assoluto che un componente idraulico viene impiegato su un velivolo commerciale.”

Quali sono i vantaggi principali del design AM?

“Il progetto definitivo ha un alloggio Ti64 SLM stampato in 3D con elementi avvitati direttamente. Il primo vantaggio fondamentale è che è più leggero del 35% rispetto al pezzo originale. I vantaggi secondari comprendono il fatto che siamo riusciti a ridurre la resistenza dell’aria e quindi a ottimizzare l’efficienza in termini di carburante. Questo comporta una ridotta generazione di calore, meno rumore e inoltre requisiti di alimentazione idraulica inferiori. ”

Peter Sander, vice-presidente Airbus e and Head of the Emerging Technologies & Concepts Germany

Quali sono le prossime tappe dell’evoluzione di questa parte?

“Lo scorso anno abbiamo iniziato a pensare a come portare avanti l’evoluzione di questo progetto. Ora abbiamo ottenuto un “clean-sheet design” che non può essere più cambiato. La prossima tappa consiste nel ripensare completamente i sistemi idraulici con integrazione completa, come ad esempio le tubazioni in una tecnologia elettronica multistrato al fine di semplificare il complesso processo di assemblaggio. Si tratta dell’opportunità più grande per il futuro.”

Che cosa occorre affinché parti come questa raggiungano la produzione seriale in AM?

“LIEBHERR è il fornitore di primo livello di Airbus che ci ha consegnato tali unità alla fine dello scorso anno. Gli esperti di LIEBHERR hanno spigato di avere già in mente diversi componenti del genere e che stanno lavorando ai primi test. Il loro obiettivo, ora che abbiamo il progetto pilota, è quello di creare una fabbrica di AM per lavorare sulla produzione seriale in un futuro prossimo.”

Crede che la AM per la produzione seriale rappresenti già un approccio efficace in termini di costi?

“Sì ed è già stato dimostrato dalla nostra filiale di proprietà presso Premium Aerotech. L’anno scorso c’è stato il lancio ed è già stata avviata la produzione in serie di componenti presso la fabbrica di AM, con la consegna dei primi pezzi.”

Quali sono le sfide più grandi che avete dovuto affrontare?

“Naturalmente, le fasi di ricerca e di collaudo sono estremamente lunghe. Per convalidare un pezzo al punto di poterlo utilizzare in volo, in questo caso un collettore, anche se questo è stato prodotto nella maniera tradizionale, è necessario collaudarlo per oltre 12 milioni di cicli. Ciò significa che il nostro prodotto finale è stato sottoposto al banco di prova con tutte le parti avvitate per poi compiere 12 milioni di movimenti del deflettore. In seguito è stato installato sul nostro velivolo A380 numero uno che ha spiccato il volo il 30 marzo. Il giorno successivo è stato messo in funzione nuovamente ed è tuttora installato.”

Il primo collaudo di volo dell’A380 con il collettore idraulico del deflettore stampato in 3D avvenuto il 30 marzo 2017.

E che mi dice degli altri progetti di AM ai quali avete lavorato? Quando saranno pronti per andare in produzione?

“Stiamo lavorando con le autorità per la convalida della nostra staffa della cabina bionica 2014 per l’utilizzo nell’aviazione commerciale. I componenti sono stati ulteriormente ottimizzati in termini topologici e saranno prodotti in serie dalla Premium Aerotech con tecnologia DED per il nuovo A350. Abbiamo più di 15 anni di esperienza per quanto riguarda la tecnologia DED e, ciononostante, la stiamo usando ora per realizzare parti ottimizzate nella forma.”

Crede che i recenti progressi software supportino completamente questa evoluzione nella produzione?

“Il software ha fatto dei passi importanti. In particolare, il nuovo strumento di design MyShape per l’ottimizzazione topologica, presentato di recente dalla Dassault Systemes  è già disponibile e abbiamo iniziato un training affinché i nostri primi 100 ingegneri possano integrarlo. Anche Autodesk sta facendo progressi con il progetto di design generativo Dreamcatcher, il quale non è ancora pronto per l’implementazione ma promette grandi vantaggi in termini di efficienza.”

E per quanto riguarda l’hardware AM: è soddisfatto dei progressi recenti?

“Nel 2012 ho iniziato con SLM, Concept Laser e EOS presso Laser Center North. Tutti questi sistemi hanno un sistema laser a 250 Watt. Da allora, le macchine si sono evolute in termini di dimensioni e numero di laser, quasi raddoppiando le proprie capacità anno dopo anno. Chiaramente, ciascun macchinario deve essere compreso e qualificato e questo è molto complesso, soprattutto in termini di gestione di più laser all’interno della camera di costruzione. Ad ogni modo la tendenza generale è positiva. Al giorno d’oggi, in tutto il mondo, vengono vendute ogni anno 200.000 stampanti industriali CNC. Se riuscissimo a mostrare che la produzione additiva è più efficiente, magari gran parte di questi macchinari sarebbe costituita da sistemi per AM.”

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