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Un sistema di strumenti intelligenti ottimizza le procedure di lavorazione degli alberi motore degli aeroplani

Per ridurre l’impatto ambientale del settore aeronautico è necessario sviluppare nuove architetture di motori a reazione con una maggiore efficienza, ma ciò richiede modifiche significative alla configurazione e al funzionamento dei motori. Un’iniziativa dell’UE ha sviluppato un concetto di strumento intelligente per tentare di superare queste difficoltà.

Trasporti e Mobilità

Una delle principali modifiche alla configurazione e al funzionamento dei motori consiste nell’incorporare un riduttore per disaccoppiare la ventola del motore a reazione e la rotazione della turbina, e anche nel ridurre al minimo il diametro dell’albero motore. Ciò porterà a nuovi requisiti per le turbine con velocità di rotazione più elevate e maggiore densità di coppia. Verranno quindi creati nuovi requisiti relativi alle dimensioni e alla forma dell’albero motore della turbina. Ciò porrà nuove sfide alle tecnologie di produzione esistenti, soprattutto per quanto riguarda la geometria interna dell’albero a bottiglia nel caso di alberi caratterizzati da elevati rapporti lunghezza-diametro. «Abbiamo sviluppato un sistema di strumenti ad alte prestazioni, innovativo e intelligente per lavorare i futuri alberi motore con la precisione e la qualità richieste», commenta Oscar Gonzalo, coordinatore del progetto BBT, finanziato dall’UE.

Bilanciare accuratamente prestazioni e complessità degli strumenti

Per consentire la produzione di alberi cavi a bottiglia, i partner del progetto hanno sviluppato una barra alesatrice e relativi sottosistemi di movimento, controllo e sensori. Sono state selezionate le tecnologie adatte per i sottosistemi e per la progettazione della soluzione della barra alesatrice. Il team di BBT ha integrato tutti questi diversi sottosistemi nella barra alesatrice prima di testare il disegno dello strumento. «È stata una vera e propria sfida a causa del gran numero di sottosistemi da integrare nella progettazione dello strumento e dello spazio ridotto a disposizione», spiega Gonzalo. Si sta lavorando sui brevetti per sfruttare commercialmente la barra alesatrice e i suoi sottosistemi principali. La barra alesatrice lavora alberi cavi a bottiglia sui motori a reazione per controllare meglio il processo di produzione e migliorare la qualità finale dei componenti. Il processo di sviluppo applicato allo strumento è caratterizzato da diversi sottosistemi che permettono di eseguire correttamente la lavorazione degli alberi e incorpora azionamenti elettromeccanici per il movimento. È stato inoltre equipaggiato di componenti intelligenti dotati di sensori che possono essere utilizzati per monitorare le vibrazioni, la finitura della superficie e la forma dei trucioli di lavorazione. «L’integrazione di questi sistemi permetterà di aumentare la capacità di produzione e di ottimizzare i processi», osserva Gonzalo. «Contribuirà inoltre a sviluppare le tecnologie dell’Industria 4.0».

Motori del futuro puliti, ecologici ed efficienti

Il settore aeronautico sta affrontando la sfida di fornire trasporti intelligenti, ecologici e integrati, come stabilito dal programma di ricerca e innovazione dell’UE Orizzonte 2020. Il settore ha anche il compito di ridurre le emissioni di CO2, di gas e i livelli di rumore nell’ambito della visione dell’UE per l’aviazione e dell’impresa comune Clean Sky 2 che ha cofinanziato BBT. «In definitiva, BBT ridurrà l’impatto ambientale del trasporto aereo e dei metodi di fabbricazione utilizzando motori di nuova generazione», conclude Gonzalo. La barra alesatrice intelligente consentirà di produrre alberi di turbina con le specifiche richieste per i motori aeronautici del futuro, contribuendo così al miglioramento dell’efficienza del processo. «Gli utenti finali otterranno prestazioni più elevate nei loro processi produttivi, con conseguente aumento dell’efficienza, riduzione dei tempi di consegna e risparmi sui costi».

Parole chiave

BBT, albero, motore, barra alesatrice, albero motore, albero della turbina, albero cavo a bottiglia

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