skip to Main Content
Menù

4DOITaly nell'Aeronautica

L’aeronautica è la scienza che studia le leggi fisiche che sottintendono il volo nell’atmosfera terrestre degli aeromobili e alle loro tecniche costruttive, le quali saranno motivo della nostra discussione.
Per un aeromobile esistono  molti fattori da tenere in considerazione nel fattore costruttivo, perché essi determinano gli aspetti fisici più importanti della struttura (come leggerezza e solidità), ma determinano anche la sicurezza dei piloti e passeggeri.

Il mio nome è Francesco Jerace.  Sono un pilota e un consulente  per conto della Temny Mir, una società attiva nell’ambito aerospaziale.

Il volo è sempre stato la mia passione, ed in questi anni l’intero settore sta vivendo una vera e propria rinascita dell’intero settore grazie alle nuove tecnologie e i nuovi materiali, che porterà ad un cambio epocale.

Questa nuova spinta alla conquista del cosmo sta portando tante aziende a studiare nuovi materiali, nuove idee, nuove tecniche costruttive, nuove metodologie di impiego e soluzioni a tutta una serie di problemi e domande che nel corso dei decenni precedenti erano, semplicemente, senza risposta per motivi economici e limitazioni tecnologiche.

Lo vedo io stesso con la mia società: vari clienti mi sottopongono problematiche anche delicate, del tutto inedite per le quali si deve trovare una soluzione efficace, sicura ed economica nei limiti del possibile.  Uno dei campi di studio più attuali è proprio quello della stampa 3d aerospaziale.

Francesco-Jerace
Figura 1 - Francesco Jerace con un AS350 Ecureuil

Scegliere il materiale Giusto

Nel campo aereonautico i materiali che vengono montati all’interno della fusoliera e struttura sono fondamentali, ogni materiale utilizzato deve essere certificato dopo svariati stress fisici. Lo sviluppo dei materiali da utilizzare in campo aeronautico è fondamentale, per il fatto che sono soggetti a stress molto più elevati e continui rispetto alla media. La 4DOITaly in questo è un’azienda moderna ed all’avanguardia, che studia e sviluppa materiali adatti all’uso aeronautico, che possano ricevere le certificazioni del caso e fare la reale differenza. Materiali che devono passare per una stampante 3d, a sua volta adatta alla produzione di parti così specifiche e delicate quali sono quelle per l’utilizzo aeronautico.

Facciamo un esempio: col cambio di quota, un aereo è soggetto a considerevoli variazioni di pressione e temperatura, che sollecitano le varie parti fino a portarle, dopo un tot, a fine vita. Se si potesse usare un materiale più robusto e leggero, in grado di aumentare la durata delle parti interessate, sarebbe un ottimo risultato.  La 4DOITaly ha sviluppato lo Struct4, che possedendo fibre di carbonio ha un impiego perfetto per questo utilizzo, in quanto si adatta dinamicamente a sbalzi di pressione e temperatura elevati, senza rompersi o formare delle pericolose cricche da fatica (uno degli incubi delle componenti aeronautiche), tipiche dei materiali metallici o comunque dotati di scarsa flessibilità, che espandendosi porterebbero a cedimenti catastrofici. Tanti incidenti aerei si sono verificati per una rottura improvvisa di una parte già danneggiata, arrivata alla fine durante il volo. Un materiale più flessibile e robusto di alcuni tipi di acciaio è l’ideale per diverse componenti di un velivolo.

 

un-AS350-Ecureuil-in-alta-quota
Figura 2 – un AS350 Ecureuil in alta quota

Drastica riduzione peso

Il fattore peso è molto importante, su un aereo ogni libbra risparmiata è un vantaggio pur non scendendo oltre un certo limite. Non ci si può semplicemente limitare a togliere altro materiale, o ad usarne uno sostitutivo che non presenti le caratteristiche di robustezza necessarie. Questo sbaglio è stato fatto, purtroppo, troppe volte ei risultati sono stati un inutile spreco di vite, in incidenti che si sarebbero potuti risparmiare se ci fossero stati più studi al riguardo.

Un materiale nuovo, di concezione avanzata quale è quello per la stampa 3d della 4DOITaly, è invece perfetto per poter produrre parti altrettanto robuste se non di più, con una drastica riduzione del peso specifico per ognuna. In alcuni casi una parte stampata in 3d arriva, con robustezza e caratteristiche uguali o superiori, ad una riduzione di peso anche dell’85-89%. Oltrettutto l’ambiente ringrazierebbe: velivoli più leggeri consumano di meno, e quindi riducono l’impatto ambientale.

“Pur essendo nelle prime fasi della stampa 3D, le valutazioni dimostrano eccezionali caratteristiche fisiche e una drastica riduzione del peso di oltre l’85%”
Confronto-peso-stessi-componenti
Figura 3 – Confronto peso stessi componenti

Riduzione tempo da settimane a ore

Non dimentichiamo poi anche la riduzione del tempo necessario alla produzione di parti di ricambio specifiche, oltre alla semplificazione della logistica correlata.

Mi spiego meglio: in una serie di simulazioni effettuate tra la 4DOITaly e la Temny Mir, si è visto come avere la possibilità di produrre in loco, direttamente in un’officina manutentiva di un aeroporto, se non tutte almeno una parte significativa delle componenti di ricambio, porti innegabili vantaggi sotto tanti aspetti. Il tempo cala drasticamente proprio grazie alla tecnica produttiva: non c’è necessità di una macchina a controllo numerico come un tornio, per esempio. Questo porta a velocizzare il processo produttivo, anche da giorni a poche ore. Tra l’altro, come già detto, non si produrrebbero scarti che andrebbero ad inquinare.

La stessa logistica ne risulterebbe rivoluzionata. Oggi un pezzo di ricambio deve essere ordinato ai fornitori, che hanno non soltanto i loro tempi di produzione, ma anche di consegna. A parte il discorso relativo ad eventuali quantitativi minimi, c’è quello dei puri e semplici costi. Una consegna rush comunque porta via qualche giorno, con l’obbligo di tenere fermo un velivolo in manutenzione. Un velivolo fermo costa e non rende. La stessa consegna costa, perchè i veicoli di trasporto specializzati ovviamente si pagano.

4PRINT-in-fase-di-stampa-componente
Figura 4- 4PRINT in fase di stampa componente

Perché la 4PRINT?

Grazie ad una stampante come la 4PRINT diventa possibile produrre direttamente e con semplicità anche in una officina di aeroporto i componenti di ricambio necessari, utilizzando i materiali caricati nella macchina, come ad esempio una miscela di PLA unito a Polvere d’alluminio, che possiede un’ottima forza e flessibilità per i suoi utilizzi. A parità di sicurezza, con macchinari e materiali certificati, diventa realistico un risparmio di tempo calcolabile nell’ordine di giorni, nonché economico fino, in certi casi, al 70%. inoltre la necessità di un magazzino di ricambi diventa molto meno pressante, potendoli produrre on-demand, con anche una seria semplificazione del processo produttivo, oggi nelle mani di tecnici specializzati. Una macchina come questa, essendo molto più semplice da utilizzare, consentirebbe anche ad un tecnico non specialistico di poter produrre i ricambi necessari in modo del tutto autonomo, impostando i parametri necessari senza eccessive difficoltà. E’ un grosso passo avanti nella gestione di un processo produttivo assolutamente rivoluzionario, ma ancora molto specifico quale è quello della stampa 3d.

4PRINT-Aeronautica
Figura 5- 4PRINT con filamenti e software
Back To Top