Una tecnologia avanzata di perforazione ottimizza le operazioni di produzione e assemblaggio degli aerei
La perforazione orbitale, un processo che fresa i fori usando un utensile specifico, soddisfa questa aspettativa producendo una perforazione di qualità in una singola operazione attraverso complessi assemblaggi di materiali metallici e non metallici. «Tuttavia, le soluzioni esistenti non sono abbastanza compatte o sufficientemente precise per robotizzare la perforazione di una serie di fori di piccolo diametro», spiega Jacques Prono, coordinatore del progetto RODEO, finanziato dall’UE. «Inoltre, la condizione metallurgica dell’alluminio intorno ai fori deve essere controllata per garantire la resistenza alla fatica dell’insieme.» Il team di RODEO ha proposto un processo operativo per la perforazione orbitale robotizzata leggera, nonché utensili da taglio e condizioni operative adeguate. Queste soluzioni tecnologiche forniscono una perforazione precisa di fori di piccolo diametro strettamente distanziati nell’alluminio con il controllo delle tensioni residue indotte.
Sistema integrato, leggero e compatto di perforazione orbitale robotica
I partner del progetto hanno condotto uno studio approfondito sul comportamento delle leghe di alluminio. L’analisi ha evidenziato la qualità dei fori ottenuti attraverso la perforazione orbitale e il miglioramento della resistenza alla fatica delle leghe di alluminio in queste condizioni di perforazione. «Questo risultato è sia inaspettato sia molto positivo, e gli studi su questo argomento continuano», osserva Prono. Hanno anche sviluppato e collaudato un innovativo strumento combinato di perforazione e brunitura che controlla il livello delle tensioni residue nella parete del foro, modificando le sue azioni durante la fatica. I risultati dei test hanno mostrato un aumento significativo del livello di tensioni residue nella parete del foro rispetto a un metodo convenzionale di perforazione orbitale, specialmente su fori di diametro minore. Una domanda di brevetto è stata depositata per lo strumento. I membri del team hanno anche progettato e collaudato completamente una testa di perforazione orbitale compatta e leggera da integrare in un robot industriale. Grazie alle sue prestazioni e al suo peso molto ridotto, la testa può essere utilizzata all’estremità del braccio di un robot. Per definire e ottimizzare la rigidità e la resistenza alle vibrazioni, il team di RODEO ha esaminato l’adattamento di questa testa di perforazione su vari bracci robotici, e uno dei bracci si è dimostrato adatto a tale applicazione. La testa di perforazione orbitale è già stata commercializzata. Inoltre, sono in fase di sviluppo alcune versioni della testa da montare su attrezzature di lavorazione e presto saranno commercializzate.
Verso una tecnologia di perforazione orbitale efficiente e agile per l’aeronautica
Le aziende europee che producono assemblaggi e sotto-assemblaggi aeronautici possono ora robotizzare la perforazione di molti piccoli fori necessari per assemblare le strutture degli aerei, in particolare i fori dei rivetti. La pulizia del foro significa che non ci sono deformazioni o bave, ovvero bordi in rilievo o piccoli pezzi di materiale che rimangono attaccati a un pezzo di metallo una volta concluse le operazioni di lavorazione. «Questo processo permette di sviluppare la perforazione e l’assemblaggio robotizzato delle strutture in un’unica operazione senza che sia necessario lo smontaggio per la pulizia o il controllo», conclude Prono. «I potenziali guadagni in termini di produttività sono pertanto considerevoli.»
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