Una tecnica avanzata di produzione additiva, la tecnologia di stampa 3D è stata recentemente ampiamente utilizzata nell’industria aeronautica. I principali produttori di aeromobili Boeing e Airbus hanno introdotto per primi la tecnologia di stampa 3D nella produzione di componenti aerospaziali, migliorando così l’efficienza produttiva e il controllo dei costi, nonché promuovendo lo sviluppo creativo nel settore della produzione aeronautica.
Le applicazioni di Boeing nella stampa 3D
Dal 2002, Boeing ha studiato la produzione di massa di componenti funzionali utilizzando materiali PA12 e PEKK basati sulla sinterizzazione utilizzando la tecnologia SLS (Selective Laser Sintering). Progettato in collaborazione con Boeing ed EOS, il materiale PEKK rinforzato con fibra di carbonio ad alte prestazioni contribuisce a ottenere un alleggerimento e conferisce ai componenti una grande resistenza isotropa. Molte parti degli aerei Boeing sono realizzate con questo materiale, che aumenta notevolmente le prestazioni dell'aereo.
Un altro esempio dell’uso tecnologico della stampa 3D da parte di Boeing è il Dreamliner. Per il Boeing 787, Norsk Titanium ha fornito componenti prodotti utilizzando la tecnologia RPD (Rapid Plasma Deposition). Utilizzando filo di titanio per convertire componenti sofisticati adatti a usi strutturali e critici per la sicurezza, RPD è una tecnica di produzione additiva certificata OEM che consente a Boeing di risparmiare tempi e spese di consegna importanti. L'utilizzo di questa tecnologia non solo aumenta la sicurezza strutturale e l'affidabilità dell'aereo 787, ma ne aumenta anche l'efficienza produttiva.
Inoltre, Boeing intende utilizzare la tecnologia di stampa 3D per produrre più parti per l’aereo 787, risparmiando quindi dai 2 ai 3 milioni di dollari per ogni aereo. Questo parametro non solo mostra la volontà di Boeing di supportare la trasformazione digitale del settore manifatturiero aeronautico, ma illustra anche i vantaggi della tecnologia di stampa 3D nella riduzione dei costi.
Le applicazioni di Airbus per la stampa 3D
Airbus ha avuto un notevole successo anche nell’applicazione della tecnologia di stampa 3D. Airbus collabora con Stratasys dal 2013 per utilizzare ampiamente materiali polimerici per costruire componenti sull'aereo A350XWB, ottenendo così un'installazione di una singola unità di oltre 500 pezzi. Tra i numerosi sistemi di bordo, queste parti coprono condotti, pressacavi, involucri e altre costruzioni.
Il più grande componente aeronautico stampato in 3D dell'epoca, la tecnologia FDM e il materiale ULTRAM 9085 hanno sostituito la testa della tenda della porta della cabina dell'A350XWB nel 2018. La misura è 1140720240 mm. Questo progetto non solo mostra la capacità della tecnologia di stampa 3D nella produzione di componenti grandi e sofisticati, ma incoraggia anche la ricerca di Airbus nella stampa 3D di componenti interni di aerei.
Tra i materiali di stampa 3D utilizzati da Airbus ci sono anche la lega di titanio, la lega di alluminio, la resina ULTRAM 9085, ecc. Con impostazioni di applicazione mature, questi materiali hanno prestazioni costanti di materiali e componenti, hanno acquisito un grande volume di dati grezzi e hanno completato ricerche e test di sviluppo Per l'Airbus A380, il Gruppo Liebherr ha realizzato tubazioni idrauliche integrate in lega di titanio utilizzando la tecnologia SLM; staffe del carrello di atterraggio in lega di titanio stampate in 3D prodotte in serie per l'A350 XWB. Oltre a massimizzare il peso e le prestazioni dell’aereo, la stampa 3D di queste parti aumenta l’efficienza della produzione.
Inoltre, Airbus ha collaborato con Materialise per essere tra i primi fornitori riconosciuti a offrire servizi di stampa 3D basati sui requisiti di processo di Airbus. I componenti di ricambio degli aeromobili per Airbus sono prodotti da Materialise utilizzando la tecnologia di stampa 3D basata sulla tecnica SLS (sinterizzazione laser) Per l'Airbus A350, Materialise ha attualmente stampato circa 100 pezzi di ricambio di volo distinti, generando 26.000 componenti all'anno per l'intero ecosistema A350. Oltre a migliorare l’efficienza della produzione di pezzi di ricambio per aeromobili di Airbus, questa collaborazione aiuta la tecnologia di stampa 3D ad essere ampiamente utilizzata nel settore dell’aviazione.
Vantaggi e difficoltà della tecnologia di stampa 3D
Boeing e Airbus hanno dimostrato numerosi vantaggi derivanti dalla tecnologia di stampa 3D nella produzione di componenti aeronautici. Innanzitutto, la tecnologia di stampa 3D può produrre componenti geometrici complicati, cosa impegnativa con le tecniche di produzione convenzionali. In secondo luogo, la tecnologia di stampa 3D può massimizzare il risparmio di carburante e la sicurezza dell’aereo, nonché il peso e le prestazioni delle parti. Inoltre, le tecnologie di stampa 3D contribuiscono ad abbreviare i cicli di produzione, abbassare i costi di produzione e aumentare l’efficienza produttiva.
Tuttavia, ci sono alcune difficoltà nell’applicazione della tecnologia di stampa 3D nel settore aerospaziale. Ad esempio, il complicato e dispendioso processo di certificazione di aeronavigabilità per i prodotti stampati in 3D richiede il rispetto di criteri e leggi elevati. Inoltre i problemi critici da risolvere riguardano la scelta dei materiali e l’ottimizzazione del processo della tecnologia di stampa 3D.
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