La produzione additiva di parti metalliche di grandi dimensioni è in vista
La produzione additiva (AM) sta rivoluzionando il settore produttivo: a differenza dei metodi sottrattivi tradizionali, che rimuovono porzioni di materiale sfuso per creare la forma desiderata, essa prevede l’aggiunta di materiale strato per strato. Favorendo la creazione di parti con geometrie complesse, è particolarmente adatta a prodotti caratterizzati da bassi volumi e alto valore, il che la rende una soluzione vincente per il settore aerospaziale. La fusione laser a letto di polvere, che consente di produrre pezzi finali dalla forma quasi netta, è tra le tecnologie di produzione additiva più utilizzate per la lavorazione di parti metalliche, dagli impianti dentali ai componenti aerospaziali Tuttavia, i componenti aerospaziali possono essere molto grandi, mentre l’attuale involucro delle tipiche macchine a fusione laser a letto di polvere misura solo circa 25 cm x 25 cm x 35 cm. Ciò non accadrà più grazie al progetto MOnACO, finanziato dall’UE. Il gruppo coinvolto nel progetto ha ottimizzato la fusione laser a letto di polvere per componenti di grandi dimensioni, dimostrando i molteplici vantaggi ottenibili con la stampa di un telaio centrale di turbina di grandi dimensioni (1 m di diametro).
Progettazione per la produzione additiva
La fusione laser a letto di polvere consiste nel depositare una polvere fine in strati sottili che vengono fusi selettivamente con un raggio laser in base alla geometria della parte. Secondo il coordinatore del progetto Dirk Herzog, della Hamburg University of Technology: «Il progetto MOnACO ha sviluppato una metodologia di progettazione per la produzione additiva (DfAM, Design for Additive Manufacturing) multiobiettivo per il telaio centrale della turbina. La metodologia DfAM ha ottimizzato la progettazione della parte per soddisfare gli obiettivi tecnici, sfruttando contemporaneamente al massimo le capacità della fusione laser a letto di polvere. Abbiamo ottimizzato questo processo di fusione per le proprietà del telaio centrale della turbina e per la produttività, e abbiamo stabilito delle linee guida per la progettazione».
Fusione laser a letto di polvere: consolidamento delle parti, riduzione del peso e miglioramento delle prestazioni
Il telaio centrale della turbina è stato stampato con la macchina a fusione laser a letto di polvere del progetto A.T.L.A.S di GE Additive, la più grande disponibile. L’applicazione dei risultati al motore LEAP sviluppato da GE Aviation e Safran Aircraft Engines ridurrebbe il peso del motore di 14 kg, abbattendo le emissioni di CO2 di 350 tonnellate nel corso della vita di un aereo. Poiché la tecnologia di produzione additiva per fusione laser a letto di polvere viene impiegata su altre parti simili del motore, il potenziale di risparmio di peso aumenterà ulteriormente. MOnACO ha realizzato uno dei componenti più grandi che si sia riusciti a produrre fino a oggi mediante produzione additiva e ne ha dimostrato la significativa riduzione in termini di peso, numero di parti e perdita di pressione. L’eliminazione dell’assemblaggio attraverso il consolidamento di molte parti in una sola avrà un impatto sostanziale sui costi e sui tempi di produzione. Il miglioramento delle prestazioni e la riduzione del peso diminuiranno il consumo di carburante e le emissioni di CO2, ossidi di azoto e rumore, favorendo un trasporto aereo più sicuro, pulito e sostenibile.
Parole chiave
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