Safran porta la manifattura additiva dalla sperimentazione alla produzione seriale per i motori aeronautici

Cinque anni dopo l’avvio operativo del Safran Additive Manufacturing Campus di Le Haillan, vicino a Bordeaux, il gruppo aeronautico francese considera conclusa una prima fase della propria strategia sulla manifattura additiva metallica. Il dato più significativo non è il numero delle stampanti installate, che Safran non dettaglia pubblicamente in modo completo, ma il passaggio da poche applicazioni qualificate a una produzione industriale che nel 2026 comprende oltre 25 differenti riferimenti di componenti realizzati in serie, circa 100 programmi contemporaneamente in sviluppo o industrializzazione e attività destinate a dieci delle dodici principali società del gruppo. Nel 2025 il Campus ha consegnato, secondo Safran, circa 15.000 componenti additivi; per il 2026 l’obiettivo dichiarato è arrivare a 18.000.

Sono numeri che richiedono però una lettura corretta. Diciottomila parti non significano diciottomila grandi componenti strutturali né possono essere confrontate direttamente con la produzione di un impianto automobilistico o con il numero di build eseguite da un service di stampa 3D. Le parti aeronautiche possono differire enormemente per dimensioni, massa, materiale, tempo macchina, post-processing e complessità della qualification. Più interessante è quindi il passaggio da cinque o sei part number prodotti in serie all’inizio dell’attività del Campus a più di 25 nel 2026, perché indica l’aumento del numero di applicazioni che hanno superato almeno il percorso interno necessario per entrare nella produzione regolare.

Un Campus nato per riunire progettazione, processo e qualification

Safran lavora sull’additive manufacturing da molto prima dell’apertura del sito di Le Haillan. Il progetto del Campus venne annunciato nel 2020, la struttura iniziò le attività operative nel 2021 e fu inaugurata ufficialmente il 7 ottobre 2022. Questo spiega perché nel settembre 2026 Safran parli di cinque anni di attività anche se l’inaugurazione pubblica risale a quattro anni prima.

La struttura occupa circa 12.500 m² e nasce con un’impostazione differente rispetto a un normale reparto di stampa. Safran ha deciso di concentrare nello stesso sito ricerca sui materiali, metallurgia, progettazione, simulazione, sviluppo dei parametri di processo, industrializzazione, produzione, post-processing e controllo. L’obiettivo è ridurre uno dei problemi tipici dell’additive manufacturing aeronautico: la distanza tra chi ridisegna il componente, chi sviluppa il processo e chi deve infine dimostrare che quel componente può essere prodotto in maniera ripetibile.

Nel 2026 il Campus conta più di 150 addetti, contro circa 60 nei primi anni, e Safran prevede di arrivare nel tempo a circa 250 persone. Non si tratta soltanto di operatori macchina: il sito riunisce progettisti, ingegneri dei materiali, specialisti dei processi, tecnici di produzione, metrologia e qualità. In collaborazione con UIMM, l’Union des Industries et Métiers de la Métallurgie francese, Safran ha inoltre sviluppato una qualificazione professionale CQPM specifica per gli operatori delle linee di additive manufacturing; secondo l’azienda, tre gruppi di dipendenti hanno già completato il percorso.

La tecnologia centrale è la fusione laser su letto di polvere

Una parte rilevante delle applicazioni metalliche di Safran utilizza quella che nelle comunicazioni storiche dell’azienda viene definita SLM, Selective Laser Melting, o più genericamente laser melting. Nella terminologia tecnica standardizzata contemporanea è preferibile parlare di PBF-LB/M, Powder Bed Fusion – Laser Beam / Metal.

Il principio consiste nel distribuire uno strato sottile di polvere metallica su una piattaforma. Uno o più laser fondono selettivamente le regioni definite dal modello digitale; la piattaforma viene quindi abbassata, viene steso un nuovo strato e il ciclo continua fino alla realizzazione del componente.

Descrivere il processo in questi termini può farlo sembrare semplice. In realtà, per un componente aeronautico il file destinato alla macchina rappresenta soltanto una parte della catena produttiva. Occorre controllare caratteristiche e stato della polvere, atmosfera della camera, potenza e spot del laser, strategia di scansione, spessore dello strato, temperatura, orientamento del pezzo, supporti e storia termica accumulata durante la costruzione.

Dopo la stampa possono essere richiesti trattamenti termici, Hot Isostatic Pressing, rimozione dei supporti, lavorazioni CNC, rettifica, lucidatura chimica o meccanica, controlli dimensionali e prove non distruttive. In alcune applicazioni vengono inoltre realizzati provini testimone per verificare le proprietà del materiale prodotto durante determinate build.

Per questo una parte aeronautica “stampata in 3D” raramente è semplicemente una parte estratta dalla macchina e montata sul motore.

I primi componenti Safran erano già in volo prima del Campus

Il Campus non coincide con l’inizio dell’esperienza Safran nella produzione additiva. Uno degli esempi più noti riguarda gli iniettori di carburante del motore Arrano di Safran Helicopter Engines. Safran aveva già presentato nel 2016 questi iniettori prodotti mediante fusione laser come componenti seriali destinati a motori per elicotteri.

La tecnologia è stata successivamente applicata anche agli swirler delle camere di combustione di Arrano e Ardiden 3. La documentazione societaria Safran indica che, grazie all’additive manufacturing, in alcune di queste applicazioni un assieme precedentemente composto da 15 elementi può essere trasformato in un unico componente.

Questo tipo di part consolidation è uno dei vantaggi più concreti dell’AM. Eliminare giunzioni, brasature o saldature può ridurre il numero di operazioni produttive e di controlli necessari; può inoltre consentire di integrare canali e geometrie interne difficili da ottenere separatamente.

Ma “15 parti diventano una” non significa automaticamente che i costi diminuiscano nella stessa proporzione. Il costo della polvere, il tempo macchina, i controlli e le eventuali lavorazioni successive rimangono e possono essere elevati. Il vantaggio economico deve quindi essere valutato sul ciclo produttivo completo.

Arrano, Ardiden, LEAP e APU: le applicazioni già documentate

Nel corso degli anni Safran ha pubblicato diversi esempi di componenti passati dalla sperimentazione alla produzione. Tra questi figurano gli iniettori e gli swirler per i motori da elicottero Arrano e Ardiden 3, diversi elementi dell’APU Saphir 4.2 di Safran Power Units e un’unità del sistema di lubrificazione del LEAP-1A sviluppata da Safran Aero Boosters.

Safran ha inoltre utilizzato processi additivi per elementi associati agli involucri turbina dei CFM56-7 e LEAP-1B, oltre che per attrezzature, prototipi e stampi impiegati nei propri processi industriali.

Non bisogna però dedurne che ogni parte prodotta additivamente da Safran venga oggi realizzata nel Campus di Le Haillan. Alcune applicazioni erano state sviluppate e industrializzate nei siti delle diverse società prima della centralizzazione delle competenze. Il Campus è stato creato precisamente per mettere in comune queste esperienze e costruire una piattaforma industriale trasversale al gruppo.

La differenza tra parte prodotta e parte certificata

Nell’aeronautica è particolarmente importante non confondere produzione, qualification e certificazione. Una macchina può essere capace di produrre una geometria; il processo può essere qualificato entro una determinata finestra; una specifica parte può successivamente essere approvata per un determinato utilizzo. Sono livelli differenti.

Safran dichiara di avere già ottenuto la certificazione per specifici componenti, tra cui iniettori e swirler dei motori da elicottero. Questo non significa che qualsiasi nuovo componente prodotto utilizzando la stessa lega e la stessa stampante possa essere automaticamente considerato certificato.

Nella PBF metallica le proprietà dipendono dall’interazione tra macchina, materiale, parametri, orientamento, posizione nel volume di costruzione, trattamento termico e post-processing. Persino due macchine dello stesso modello devono essere inserite in un sistema di controllo che dimostri una sufficiente equivalenza produttiva.

Per le parti critiche diventano inoltre essenziali resistenza alla fatica, damage tolerance, difetti interni, integrità superficiale e possibilità di ispezionare geometricamente zone che i processi tradizionali non erano in grado di produrre.

EASA mantiene una specifica guida, Certification Memorandum CM-S-008, dedicata all’introduzione dell’additive manufacturing sui prodotti aeronautici. Il lavoro congiunto EASA-FAA continua inoltre su temi come qualification delle parti, fatica e damage tolerance, NDI e utilizzo dei sistemi di monitoraggio in-process come supporto alla quality assurance.

Una geometria impossibile da lavorare può diventare anche più difficile da controllare

Una delle contraddizioni interessanti dell’additive manufacturing è che le stesse geometrie che rendono conveniente il processo possono complicare la verifica della parte.

Canali interni curvi, strutture lattice e cavità chiuse possono essere difficili da ispezionare con ultrasuoni o radiografia convenzionale. La tomografia computerizzata a raggi X può risolvere parte del problema, ma la capacità di penetrazione e la risoluzione diminuiscono aumentando dimensione, densità e spessore della parte.

Questo diventerà ancora più importante nella fase che Safran vuole affrontare nei prossimi anni: i componenti di grande dimensione.

Non è quindi casuale che François-Xavier Foubert, responsabile del Campus, identifichi qualità e certificazione come due dei principali problemi della fase successiva dell’industrializzazione.

Dal piccolo componente alle parti di grande dimensione

Safran dichiara che nei prossimi cinque anni uno dei principali obiettivi sarà il controllo di componenti AM più grandi, coerentemente con le esigenze dei futuri motori aeronautici del gruppo.

Già nel 2023 il gruppo aveva installato a Le Haillan una macchina descritta come capace di produrre parti di maggiori dimensioni con elevata produttività, investimento esplicitamente collegato alle necessità dei programmi di nuova generazione, fra cui RISE.

Le attività rese pubbliche da Safran nel settembre 2026 mostrano che questa evoluzione continua. Il Campus sta lavorando su strategie multi-laser, su macchine di grande dimensione e sul comportamento dei materiali quando si passa a queste nuove configurazioni. Una delle attività di ricerca aperte a Le Haillan riguarda proprio lo sviluppo sperimentale di strategie di fusione multi-laser; un’altra riguarda la caratterizzazione di un nuovo materiale su una macchina multi-laser di grande formato.

Questi progetti sono un segnale delle attività R&D in corso, non la prova dell’esistenza di una grande parte di motore già certificata.

Più laser aumentano la produttività ma complicano il processo

Utilizzare più sorgenti laser permette di dividere la superficie dello strato in più zone e aumentare teoricamente la quantità di materiale fuso nell’unità di tempo. Questo è uno dei percorsi principali con cui l’industria PBF sta cercando di aumentare la produttività.

Ma quattro, otto o più laser non producono automaticamente quattro, otto o più volte la produttività. Le sorgenti devono essere calibrate in modo che le rispettive coordinate coincidano e le zone di sovrapposizione devono produrre proprietà equivalenti al resto della parte.

Se due scanner non risultano perfettamente allineati, nelle aree di stitching possono comparire deviazioni geometriche o variazioni della densità. Anche distribuzione termica, plume, spatter e strategia di scansione cambiano quando più melt pool operano contemporaneamente.

Su componenti più grandi cresce inoltre la quantità totale di energia immessa durante la build. Questo modifica i gradienti termici e può aumentare tensioni residue e deformazioni.

La produttività multi-laser deve quindi essere ottenuta senza perdere la ripetibilità richiesta dalla qualification aeronautica.

Il problema non è soltanto stampare una parte grande, ma mantenerla dimensionalmente stabile

Durante PBF-LB/M, ogni punto del componente attraversa cicli rapidissimi di riscaldamento, fusione, solidificazione e successivo riscaldamento provocato dagli strati superiori. Questo crea gradienti termici e tensioni residue.

Su una piccola geometria la deformazione può essere controllabile attraverso supporti, orientamento e strategia di scansione. Aumentando le dimensioni, anche piccoli errori accumulati possono produrre deviazioni dimensionali importanti.

Per questo la produzione di un grande componente richiede simulazione della build, ottimizzazione dei supporti, strategie termiche e una corretta sequenza di trattamento e lavorazione.

“Grande formato” non significa quindi soltanto aumentare il volume della camera della stampante. Significa riuscire a conservare proprietà metallurgiche e tolleranze sufficientemente uniformi sull’intero componente.

Il titanio è uno dei materiali su cui il Campus continua a lavorare

Tra le attività di ricerca pubblicate da Safran nel settembre 2026 figura anche l’ottimizzazione di una nuova lega di titanio per additive manufacturing. Il progetto riguarda l’identificazione delle condizioni di processo e la correlazione con le proprietà del materiale.

Non è resa pubblica nella descrizione l’identità completa della lega né un’applicazione commerciale già selezionata. Non sarebbe quindi corretto attribuirle una specifica parte di motore.

Il titanio è comunque particolarmente interessante per l’aeronautica grazie all’elevato rapporto resistenza/peso e alla resistenza alla corrosione, anche se l’utilizzo dipende dalla temperatura e dalla posizione all’interno del motore. Le superleghe a base nichel restano indispensabili per molti componenti soggetti a temperature superiori.

La scelta di una lega AM non coincide inoltre necessariamente con il semplice utilizzo della stessa composizione già impiegata come materiale forgiato. La storia termica estremamente rapida della PBF produce microstrutture particolari e può richiedere trattamenti termici sviluppati espressamente per il processo additivo.

Strutture lattice: ridurre peso senza semplicemente assottigliare il componente

Un altro filone di ricerca attivo a Le Haillan riguarda le strutture lattice metalliche. Nel 2026 Safran ha avviato anche attività specifiche sul loro comportamento a fatica multiassiale.

Le strutture reticolari sono uno degli esempi più chiari di design realmente abilitato dall’additive manufacturing. Invece di riempire completamente il volume, il progettista costruisce un’architettura tridimensionale interna che distribuisce il materiale dove è necessario.

La massa può diminuire mantenendo determinate caratteristiche di rigidità, assorbimento energetico o comportamento termico. Ma il calcolo diventa più complesso: nodi e struts possono presentare tensioni locali, le superfici as-built modificano la fatica e piccoli difetti possono assumere un’importanza maggiore rispetto a una struttura piena.

È quindi importante distinguere una struttura lattice stampabile da una struttura lattice qualificata per carichi aeronautici critici.

La vera trasformazione avviene nella progettazione

Safran insiste su un punto che spesso viene perso quando si valuta l’additive manufacturing soltanto in termini di velocità di stampa: il valore maggiore può trovarsi nella riprogettazione del componente.

Se un pezzo progettato per essere forgiato e fresato viene semplicemente riprodotto mediante PBF, il processo additivo può risultare persino economicamente peggiore. Una macchina PBF è costosa, la polvere metallica richiede gestione specifica, il ciclo può durare molte ore e il post-processing rimane necessario.

Il vantaggio emerge quando la libertà geometrica consente di eliminare parti, ridurre massa, integrare condotti, modificare i percorsi dei fluidi o realizzare strutture che non richiedono più alcune lavorazioni convenzionali.

Safran cita ad esempio componenti strutturali destinati ad alleggerire motori da elicottero. L’azienda non pubblica per questi progetti un unico valore generalizzabile di riduzione del peso; va quindi evitata l’idea che qualsiasi parte AM produca automaticamente un determinato risparmio di massa.

Il caso degli iniettori mostra perché il redesign conta

L’iniettore di carburante è un buon esempio. Nei sistemi convenzionali, geometrie complesse possono richiedere più elementi prodotti separatamente e successivamente assemblati. La fusione laser consente invece di realizzare canali e dettagli interni direttamente durante la costruzione.

Integrare quindici componenti in uno significa ridurre le interfacce e permette al progettista di modificare il percorso del fluido senza dover necessariamente rispettare tutte le limitazioni imposte da foratura, fresatura, brasatura o assemblaggio.

Questo è design for additive manufacturing, non semplice sostituzione del processo.

Ed è anche il motivo per cui Safran dichiara di avere formato centinaia di progettisti del gruppo. La capacità produttiva non serve se i componenti continuano a essere concepiti esclusivamente secondo le regole delle tecnologie tradizionali.

RISE aumenta la pressione verso parti più grandi e più integrate

Il Campus è destinato ad avere un ruolo anche nei programmi che preparano i futuri sistemi propulsivi. Safran e GE Aerospace stanno sviluppando attraverso CFM International il programma tecnologico RISE – Revolutionary Innovation for Sustainable Engines.

RISE non è oggi un motore commerciale né un programma già certificato: è un insieme di tecnologie e dimostratori destinati a preparare la generazione di propulsori che potrebbe seguire LEAP. Il programma comprende architettura Open Fan, compact core, materiali avanzati, sistemi elettrificati e nuovi processi produttivi, tra cui l’additive manufacturing.

L’obiettivo dichiarato da CFM è ottenere tecnologie capaci di contribuire a un miglioramento superiore al 20% nel consumo di carburante rispetto agli attuali motori commerciali di riferimento.

Safran non ha pubblicato una lista completa delle future parti RISE che saranno realizzate additivamente. È quindi corretto affermare che l’AM fa parte della roadmap tecnologica e che gli investimenti nelle macchine di grande dimensione sono collegati alle future generazioni di motori; non sarebbe corretto attribuire arbitrariamente alla stampa 3D specifici moduli RISE non ancora documentati.

Seriale non significa produzione di massa nel senso automobilistico

Il passaggio dichiarato da Safran alla serial production merita un’altra precisazione. Nel settore aeronautico “produzione seriale” può significare quantità completamente diverse da quelle tipiche dei beni di consumo.

Diciottomila componenti all’anno costituiscono un volume significativo per un centro di additive manufacturing aeronautico, ma sono lontani dai milioni di pezzi prodotti mediante stampaggio, fusione o lavorazione ad altissimo volume.

La PBF metallica trova una finestra particolarmente favorevole nei componenti caratterizzati contemporaneamente da alto valore, quantità moderate, materiali costosi, elevata complessità e possibilità di ottenere un vantaggio attraverso il redesign.

Se una staffa semplice può essere ricavata economicamente da lamiera o da una fusione già ammortizzata, stamparla in PBF può non avere alcun vantaggio.

Questo spiega perché la strategia Safran non preveda la sostituzione generalizzata di forgiatura, fusione e machining. Nel 2026 il gruppo sta contemporaneamente investendo 150 milioni di euro in una nuova pressa idraulica da 30.000 tonnellate a Gennevilliers e ampliando altre capacità convenzionali. Additive, forging, casting e machining sono quindi tecnologie complementari, scelte in funzione della parte.

Qualificazione del processo e certificazione della parte sono due problemi distinti

Questa distinzione diventerà sempre più rilevante man mano che Safran passerà da iniettori relativamente piccoli a componenti strutturali e parti più grandi.

Le autorità aeronautiche stanno infatti concentrando particolare attenzione su fatica, damage tolerance, NDI e process monitoring. Nei metalli prodotti additivamente piccoli difetti come lack of fusion, porosità, inclusioni o cricche possono avere effetti significativi sulla vita a fatica.

La superficie as-built è un’altra variabile critica. Una parte può presentare ottime proprietà statiche ma una resistenza a fatica penalizzata dalla rugosità. Per questo machining, polishing o altri trattamenti superficiali non possono essere considerati dettagli secondari.

Il monitoraggio della macchina non sostituisce ancora automaticamente il controllo finale

Safran ha collegato le proprie apparecchiature industriali a un sistema centralizzato nel quale vengono raccolti i parametri principali delle attività di produzione. Già nel proprio documento di registrazione 2023 il gruppo descriveva un MCS, Manufacturing Control System, utilizzato per riunire i dati di processo e sviluppare analisi statistiche.

L’obiettivo a più lungo termine comprende algoritmi di controllo e process monitoring capaci di interpretare ciò che accade durante la costruzione.

È un’area estremamente importante. Se una telecamera, un sensore ottico o un sistema termico fosse in grado di associare con elevata affidabilità un’anomalia del melt pool a un difetto finale, una parte del controllo potrebbe essere trasferita direttamente durante la produzione.

Ma monitorare non equivale ancora automaticamente a certificare. Anche NASA, EASA e FAA stanno lavorando proprio sulla correlazione tra segnali raccolti in-process, difetti reali osservati mediante controlli non distruttivi e comportamento meccanico.

Per le parti critiche, i dati della macchina devono quindi essere inseriti in un sistema di quality assurance più ampio.

L’automazione diventa essenziale quando aumenta il numero di parti

Nel terzo trimestre 2023 Safran aveva dichiarato di avere dimostrato a Le Haillan il funzionamento industriale continuo con sequenziamento automatico delle stampe. È un passaggio importante perché una delle principali limitazioni economiche del PBF non è soltanto la velocità del laser.

Tra una build e quella successiva possono esserci raffreddamento, rimozione della camera o della piattaforma, gestione della polvere, preparazione della build successiva e controllo. Se una macchina ad alte prestazioni rimane inattiva per molte ore in attesa di un operatore, la capacità teorica non coincide con quella reale.

Automatizzare movimentazione e sequenza produttiva consente quindi di aumentare l’utilizzo delle attrezzature senza necessariamente aumentare la velocità del singolo laser.

La sostenibilità dell’AM non può essere ridotta al fatto che utilizza meno materiale

Safran associa l’additive manufacturing anche alla propria strategia di riduzione dell’impatto ambientale. Esistono motivi tecnici concreti: una parte più leggera può contribuire per anni a ridurre il consumo di carburante dell’aeromobile; la produzione near-net-shape può inoltre diminuire la quantità di materiale rimosso rispetto alla lavorazione di grandi blocchi o forgings.

Questo secondo vantaggio è particolarmente interessante quando si lavorano leghe costose di titanio o nichel.

Ma non è corretto concludere automaticamente che PBF consumi meno energia di qualsiasi processo convenzionale. I laser, l’atmosfera controllata, la preparazione della polvere e i trattamenti successivi possono richiedere quantità significative di energia.

Il bilancio ambientale dipende quindi dal componente e dal ciclo di vita completo. Per una parte aeronautica alleggerita, il beneficio operativo durante migliaia di ore di volo può essere molto più importante del consumo energetico della fase di produzione. Per un componente che non offre alcun risparmio di massa o materiale, il confronto può essere molto diverso.

Da 15.000 a 18.000 componenti, ma il vero indicatore sarà quali parti arriveranno dopo

Il bilancio del quinto anno mostra quindi un Campus che ha superato la fase puramente dimostrativa. Più di 25 part number in produzione, circa 100 progetti in pipeline, oltre 150 addetti e migliaia di componenti consegnati sono indicatori di una vera attività industriale.

Il passaggio successivo sarà però più difficile. Produrre parti più grandi e più critiche significa aumentare contemporaneamente volume di costruzione, costo della singola build e conseguenze di un eventuale difetto. Una stampa fallita dopo poche ore su un piccolo componente è un problema; scoprire un’anomalia alla fine di una build molto grande e costosa ha conseguenze economiche decisamente superiori.

Il controllo statistico, l’automazione, il multi-laser e il monitoraggio in-process diventano quindi centrali non perché rendono la tecnologia più spettacolare, ma perché devono renderla sufficientemente prevedibile.

Safran prevede inoltre che, con l’aumento dei programmi seriali, fra 2030 e 2040 vengano create ulteriori capacità produttive additive all’interno del gruppo. Questo non significa necessariamente replicare il Campus in ogni società. Le Haillan dovrebbe rimanere il centro di eccellenza per sviluppo e industrializzazione, mentre parte della produzione potrebbe avvicinarsi ai programmi che raggiungeranno volumi maggiori.

Dopo cinque anni, quindi, il dato più interessante non è che Safran possieda stampanti 3D metalliche: il gruppo le utilizza da molto più tempo. È il tentativo di costruire attorno alla tecnologia un sistema industriale completo, comprendente design, metallurgia, polvere, produzione, post-processing, quality assurance, qualification e formazione degli operatori.

È proprio questo passaggio a distinguere un componente dimostrativo da una parte aeronautica che può essere prodotta migliaia di volte e montata su un motore. Per Safran, la prossima fase non consiste semplicemente nel stampare più pezzi, ma nel dimostrare che la stessa metodologia può essere estesa a componenti più grandi, più strutturali e più critici senza perdere il livello di controllo richiesto dall’aeronautica.

Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI).