La produzione additiva raggiunge il settore aerospaziale
L’UE ha avviato un ambizioso programma di ricerca e sviluppo verso motori ecologici e sostenibili (SAGE, Sustainable and Green Engines) per il futuro del trasporto aereo. Il dimostratore SAGE 4 è uno dei cinque dimostratori di motore che si basa sull’innovativa tecnologia geared turbofan. SAGE 4 verrà utilizzato per dimostrare la maturità delle nuove tecnologie per costruzioni e materiali caratterizzati da un basso peso. Attraverso il progetto AEROSIM (Development of a selective laser melting (SLM) simulation tool for aero engine applications), i ricercatori finanziati dall’UE hanno sviluppato degli strumenti per simulare i processi di produzione additiva. Il software AEROSIM si basa su un modello a elementi finiti integrato, che consente diversi livelli di astrazione e ottimizzazione dei processi. Un’interfaccia utente grafica fornisce una semplice visualizzazione dei risultati, senza richiedere competenze tecniche in fatto di programmazione. I ricercatori hanno raccolto delle misurazioni accurate dei parametri termomeccanici al fine di ottenere una mappatura realistica del comportamento relativo alla lega a base di nichel Inconel718 e della lega di titanio Ti6Al4V, durante il processo di costruzione. Alcuni nuovi algoritmi di rete hanno aiutato a superare le difficoltà di rappresentazione relative a strutture a maglia o superfici a forma libera. La modellizzazione di tutti i metodi di fusione impone un carico computazionale troppo elevato. Per ovviare a questo problema, il team AEROSIM ha sviluppato nuovi metodi di astrazione per la generazione di calore inerente ai metodi di fusione. Sono state utilizzate simulazioni dettagliate di un singolo metodo di fusione per stimare l’assorbimento di energia efficace in relazione a un’unità di lunghezza. Gli strumenti software del progetto AEROSIM offrono rappresentazioni realistiche dei campi di temperatura e del bilancio energetico complessivo. Tali strumenti dovrebbero aumentare significativamente l’efficienza delle risorse e ridurre i costi di sviluppo del dimostratore SAGE 4, con importanti implicazioni per l’attuazione della fusione laser selettiva, nel settore aerospaziale.
Parole chiave
Aerospazio, processo additivo, software di simulazione, SAGE 4, AEROSIM
