La manutenzione USAF ripara gli aerei in volo usando spray freddo AM

Il 28° volo del gruppo di manutenzione presso la base aeronautica di Ellsworth ha condotto il suo primo restauro di un aereo volante attivo a maggio e ha riparato un giunto di scorrimento dell’ala superiore utilizzando la tecnologia a spruzzo freddo (consolidamento cinetico) di metallo. La prima dimostrazione di riparazione strutturale a bordo degli aerei utilizzando la tecnologia AM a spruzzo freddo di metallo è stata condotta con successo presso la base USAF nel settembre 2019.

In questa prima applicazione su un velivolo attivo, il giunto scorrevole doveva essere riparato per consentire il movimento verticale all’interno dei contorni dell’ala, sia in alto che in basso. Allo stesso modo, di cui una cerniera tiene in posizione una porta mentre viene aperta e chiusa, il giunto scorrevole fa un lavoro simile per le ali del B-1.

Nel rapporto di mercato completo di 3dpbm Research sulle opportunità e tendenze del mercato Metal AM, la tecnologia a spruzzo freddo è considerata parte della famiglia delle tecnologie AM di consolidamento a freddo in metallo, che include anche il consolidamento ad ultrasuoni di Fabrisonic e il consolidamento ad attrito (basato sulla saldatura ad attrito) di MELD Manufacturing. Promosso dalle società australiane SPEE3D e Titomic, nonché dalla società tedesca Impact Innovations e dalle società statunitensi VRC Metal Systems e in sviluppo presso GE Additive, la tecnologia a spruzzo freddo è attualmente la più pronta per il mercato (sebbene UAM sia disponibile anche da più tempo) e sta ottenendo un’adozione diffusa soprattutto per l’uso nelle forze armate per riparazioni su richiesta e persino sul campo.

Ciò che normalmente richiede settimane o mesi per ordinare, spedire e rimuovere il vecchio componente e installare la nuova parte, ora può essere fatto in poche ore o giorni utilizzando la tecnologia a spruzzo freddo, ha affermato James. Ogni anno, l’Additive Manufacturing Flight consente all’Aeronautica di risparmiare circa 2 milioni di dollari.

“L’unica altra alternativa al fissaggio del giunto scorrevole, se non usassimo lo spray freddo, sarebbe rimuovere e sostituire la parte, che costerebbe circa $ 500.000 e [richiederebbe] 8 settimane per rimuoverla”, ha aggiunto James.

Il 28° Bomb Wing ha istituito il primo volo di produzione additiva a livello di campo dell’Aeronautica Militare nel 2019, che utilizza nuove tecnologie che sono convenienti e possono ripristinare i componenti dell’aeromobile obsoleti. L’utilizzo del processo di spruzzatura a freddo consente di risparmiare tempo e ridurre i costi di circa il 98% rispetto al metodo originale di sostituzione delle parti dell’aeromobile.

Negli ultimi sette anni, Ellsworth ha lavorato a fianco di VRC Metal Systems, un’azienda specializzata nella produzione di macchine a spruzzo a freddo, sviluppo e ricerca di processi relativi alla spruzzatura a freddo e sviluppo di nuove applicazioni a spruzzo a freddo per applicazioni governative e commerciali. Durante questo periodo, è stata sviluppata la macchina VRC Raptor Cold Spray che ha aiutato la base a compiere imprese storiche di restauro delle parti.

“Abbiamo dedicato molto tempo e sforzi alla progettazione di questo sistema”, ha affermato Rob Hrabe, amministratore delegato e co-fondatore di VRC Metal Systems. “Vederlo utilizzato su un aeromobile che può beneficiare di tali risparmi sui costi e del miglioramento dei tempi fa valere tutti gli sforzi nel corso degli anni”.

Nella primissima dimostrazione dell’applicazione di preghiera a freddo a Ellsworth, che ha avuto luogo meno di due anni fa, il 28th Maintenance Squadron Additive Manufacturing Rapid Repair Facility ha riparato danni da corrosione simulati sull’ala di un display statico B-52 Stratofortress al South Dakota Air e Museo spaziale che utilizza l’unità di spruzzatura fredda ad alta pressione GEN III.

Questo evento è iniziato solo come un’idea per vedere come la sezione di riparazione rapida potesse migliorare le procedure di riparazione a spruzzo freddo. In passato, la corrosione veniva sfumata e poi verniciata. Durante una riparazione a spruzzo freddo, la corrosione viene rimossa attraverso la procedura precedente, quindi riempita con il materiale di alluminio. Una volta riempito, i tecnici carteggiano il nuovo alluminio fino a quando non è a filo con la superficie originale.

L’intera procedura ha dimostrato diversi modi in cui è possibile utilizzare lo spray freddo. Ha anche dimostrato che il GEN III, prodotto da VRC Metal Systems a Rapid City, può essere trasportato su qualsiasi aereo. Inoltre, la capacità di spostare questo sistema consente ai tecnici di lavorare sull’aeromobile in modo sicuro e produttivo.

Numerose agenzie hanno collaborato per completare questa riparazione unica nel suo genere sul B-52, come VRC Metal Systems, Air Force Life Cycle Management, University of Dayton Research Institute, South Dakota School of Mines and Technology e il Laboratorio di ricerca dell’esercito. Inoltre, le unità di Ellsworth, tra cui il 28th Medical Group Bioenvironmental flight e il 28th Civil Engineer Squadron, hanno collaborato a questo sforzo.

Insieme, queste organizzazioni hanno acquisito una varietà di dati, inclusi campioni di aria, durante la procedura. Ciò aiuterà l’Aeronautica a determinare cosa è necessario per le future riparazioni a spruzzo freddo a bordo dell’aereo sulla linea di volo.