Equilibrio efficace di materiali e costi
Le riduzioni generali del peso degli aerei sono fondamentali per l'obiettivo dell'UE di realizzare aeromobili più ecologici, poiché la diminuzione del peso ha un impatto importante sul consumo di carburante e sulle emissioni. Il titanio è il materiale prediletto per i componenti critici dei motori degli aeromobili, ma il suo costo elevato limita dal punto di vista economico le soluzioni di riduzione del peso per le altri parti dell'aereo. L'utilizzo di componenti in acciaio più sottili rappresenta un modo per ridurre il costo dei componenti dei motori degli aerei senza compromettere la qualità. Questo consente di risparmiare denaro per i materiali leggeri ma più costosi per il resto dell'aereo. Tuttavia, i metodi di colata convenzionali non sono adatti alla produzione di pezzi con pareti sottili e di grandi dimensioni. Il progetto LEAN ("Development of light-weight steel castings for efficient aircraft engines"), finanziato dall'UE, ha studiato l'uso di un metodo di colata antico e recentemente riscoperto, ovvero la colata di precisione o processo a cera persa. La colata di precisione è un processo complesso a più fasi. Per realizzare uno stampo si utilizza la cera, che viene fusa e rimossa e poi sostituita con metallo fuso. Dopo che il metallo si è solidificato, lo stampo viene rotto per rimuovere il componente finale. Questo processo consente la realizzazione di forme complesse, sezioni molto sottili e risoluzioni molto strette, il che lo rende particolarmente adatto per il settore aerospaziale. I ricercatori hanno eseguito numerosi test di colata per valutare un materiale comune e numerosi materiali non comuni, due diverse forme e due tipi di sistemi di colata. Il team ha valutato i parametri di lavorazione e i loro effetti sulla fluidità delle colate di precisione a pareti sottili. Gli scienziati hanno inoltre studiato la porosità e la forza dei prodotti della colata e hanno confrontato i risultati sperimentali con quelli delle simulazioni. LEAN ha aumentato in modo significativo la conoscenza dell'UE del processo della colata di precisione per la produzione di prodotti in acciaio a pareti sottili durevoli. Attualmente, l'esperienza nel campo della colata di precisione per il settore aerospaziale è molto maggiore al di fuori dell'UE che all'interno e, pertanto, la maggior parte di questi prodotti sono realizzati al di fuori dell'Unione. LEAN ha posto le basi sperimentali e teoriche per la conquista di una fetta importante di questo settore di mercato.
