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FP7

NESMONIC Risultato in breve

Project ID: 337568
Finanziato nell'ambito di: FP7-JTI
Paese: Spagna

Processo di fabbricazione avanzato per parti di motore ad alte prestazioni

Gli scienziati finanziati dall’UE hanno realizzato con successo un processo di metallurgia delle polveri chiamato sagomatura finita mediante pressatura isostatica a caldo (net shape hot isostatic pressing, NSHIP) per la produzione di complesse parti di motore aereo.
Processo di fabbricazione avanzato per parti di motore ad alte prestazioni
Il processo di metallurgia delle polveri NSHIP vanta il potenziale di rivoluzionare la produzione di complesse parti aerospaziali ad alte prestazioni, consentendo migliori rapporti buy-to-fly, i quali possono essere elevati per molti componenti di volo, grazie alle geometrie complesse. Questo processo applica temperature e pressioni elevate all’interno di un’autoclave per produrre densi componenti di forma complessa, partendo da differenti materiali in polvere. Il risultato è dato dal fatto che i componenti con sagomatura semifinita vantano proprietà meccaniche superiori rispetto a quelli realizzati con metodi di produzione tradizionali.

Il progetto NESMONIC (Net shape manufacture of Ni superalloy engine casing), finanziato dall’UE, ha sfruttato questa tecnologia per la produzione di un carter per motore in lega IN718, riportando una riduzione dell’80 % in quanto al consumo di materiale aerospaziale e l’eliminazione dei costi di riciclo e smaltimento dei trucioli. Il processo di produzione ha inoltre permesso una diminuzione del 75 % nei consumi di energia a seguito di una riduzione delle lavorazioni ad alta intensità di energia.

Gli scienziati hanno affrontato una serie di sfide associate all’attuazione di questa tecnologia sulle parti dei motori. Queste hanno incluso la difficoltà nella pressatura isostatica a caldo della polvere di superlega di nichel (Ni), il costo elevato degli strumenti da sacrificare, lo strato superficiale diffuso sui componenti a causa dell’interazione con il materiale relativo agli strumenti e, infine, la mancanza di informazioni precise sulle prestazioni delle parti in lega IN718 prodotte utilizzando il processo NSHIP.

Il team ha condotto svariate prove per determinare la polvere metallica più adatta e le migliori condizioni di pressatura isostatica a caldo ai fini della produzione di pezzi con le proprietà e la microstruttura desiderate. Sono stati sviluppati nuovi metodi di lavorazione a basso costo e sono state studiate delle tecniche di ingegneria delle superfici tali da eliminare l’interazione strumento-componente. Il progetto NESMONIC ha utilizzato un modello di calcolo della compattezza relativa alla polvere IN718 allo scopo di calcolare la corretta geometria dell’utensile per permettere l’ottenimento di parti con sagomatura finita al primo tentativo.

Il processo NSHIP offre la possibilità di realizzare complessi componenti tramite pressione elevata e temperatura critica, per ottenere la riduzione di combustibile necessaria nei grandi motori aeronautici civili. L’impiego di cicli termodinamici del motore con temperatura più elevata, possibili grazie alle leghe di Ni ad alte prestazioni, diminuisce le emissioni del motore, aiutando l’industria aerospaziale a raggiungere i duri obiettivi del Consiglio consultivo per la ricerca aeronautica in Europa (ACARE, Advisory Council for Aeronautics Research in Europe), come per esempio una riduzione del 50 % delle emissioni di anidride carbonica entro il 2020.

Informazioni correlate

Keywords

Produzione avanzata, sagomatura finita mediante pressatura isostatica a caldo, motore aeronautico, NESMONIC, IN718
Numero di registrazione: 191039 / Ultimo aggiornamento: 2017-02-08