Additive Manufacturing: come realizzare i nuovi materiali aerospaziali

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La Divisione Aerostrutture di Leonardo ha recentemente sperimentato nel sito di Grottaglie la tecnologia additive FFF (Fused Filament Fabrication) nel processo di produzione di materiali compositi aerospaziali.
La sperimentazione è stata condotta sostituendo gli stampi tradizionali metallici con elementi polimerici (Carbon PA e Carbon PEEK), abbattendo costi e tempi associati al processo di sperimentazione e incrementando la flessibilità progettuale. L’ottimizzazione dei parametri della stampante 3D Roboze Argo 500 beltless utilizzata nella fase di sperimentazione ha inoltre consentito di abbattere la porosità e la rugosità superficiale degli stampati, tipica della tecnologia di deposizione a filamento fuso, fattore indispensabile anche per il mantenimento del vuoto durante la “cura”, una delle fasi della lavorazione.
Il sistema beltless – sviluppato e brevettato dalla Roboze, azienda italiana specializzata nella progettazione di soluzioni per la stampa 3D – è caratterizzato dalla sostituzione delle cinghie della stampante con un movimento meccanico a cremagliera, che può assicurare una precisione sino a 0,01 millimetri.
I tecnopolimeri come il Polyether Ether Ketone (PEEK) combinati con una forte presenza di fibre di carbonio corte aprono interessanti frontiere di sviluppo – ha specificato l’ing. Stefano Corvaglia, Intellectual Property manager and Head of Research and Development della Divisione Aerostrutture. “Inoltre, grazie alla tecnologia che consente di raggiungere precisioni di deposizioni finora non realizzabili, possiamo migliorare la nostra capacità e rapidità di sviluppo di prototipi. I tecnopolimeri termoplastici sono polimeri formati da catene lineari o poco ramificate, non legate l’una con l’altra: incrementando la temperatura si riesce a portarli a uno stato viscoso e poterli quindi formare e, nel caso dell’additive, si riescono a deporre in layers. La sperimentazione legata all’utilizzo di tali materiali è di particolare interesse scientifico e tecnologico – ha concluso Corvaglia – poiché essi conferiscono ai manufatti caratteristiche strutturali e chimico-fisiche di estremo rilievo tecnologico, come per esempio resistenza termica e chimica”.
Aspetto importante dell’utilizzo di tecnopolimeri per Additive Manufacturing è infatti la possibilità di utilizzarli per applicazioni ad alte temperature. Grazie all’elevata stabilità termica fornita dai polimeri e dalle fibre di carbonio, non si inducono deformazioni significative degli stampi. Si sta ora studiando la durabilità degli stessi al ripetersi dei cicli termici.
Riassumendo, la flessibilità che la tecnologia additive introduce attraverso l’utilizzo di tecnopolimeri capaci di resistere alle pressioni e alle temperature dei cicli di cura dei compositi (processo di reticolazione delle catene polimeriche della matrice dei compositi CFRP) costituisce un “game changer” fondamentale nell’industria aeronautica, anche in considerazione di costi e tempi di sviluppo ridotti.
Ricordiamo, infine, che con il progetto Additive Manufacturing, lo scorso febbraio la Divisione Aerostrutture di Leonardo rappresentata da Nicola Gallo, R&D lead Engineer, in partnership con Roboze, si è aggiudicata il Premio Innovazione 4.0 A&T 2020 per la categoria Ricerca e Università. Automation and Testing (A&T) è la fiera annuale dedicata al mondo dell’Industria 4.0 e rappresenta un momento di incontro tra grandi realtà industriali italiane, PMI e Start-up.

(Fonte e foto: Ufficio Stampa Leonardo)

EdP-mb

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