L’azienda americana Intergalactic, specializzata in sistemi termici per l’aerospazio, sta utilizzando il servizio Rapid Production Solutions (RPS) di Velo3D per produrre collettori di scambiatori di calore a microtubi in lega IN718 destinati a un programma avionico con scadenze di test particolarmente serrate. Questi collettori sono componenti chiave di un cabin air heat exchanger progettato per essere installato su un velivolo commerciale prodotto in grandi volumi.
Che cosa sta producendo Intergalactic e per quale applicazione
Intergalactic ha sviluppato un sistema di scambiatori di calore a microtubi pensato per la gestione termica avanzata di sistemi avionici e di cabina, in cui la densità di potenza e i vincoli di peso sono critici. Nel caso specifico, i collettori in IN718 servono come “headers” del microtube heat exchanger per l’aria di cabina, cioè elementi che raccolgono e distribuiscono il flusso all’interno di una matrice fitta di microtubi metallici, consentendo un’elevata superficie di scambio in un volume compatto.
Secondo le informazioni condivise dalle aziende, l’assemblaggio è destinato a un aeromobile commerciale di grande serie, dove la ripetibilità del processo, la scalabilità della fornitura e la possibilità di qualifica industriale sono aspetti essenziali. L’obiettivo del programma è raggiungere in tempi brevi le prove a livello di sistema, includendo test termici, vibrazionali e di durata tipici del settore aeronautico.
Perché Velo3D e il servizio Rapid Production Solutions (RPS)
I collettori vengono realizzati sulla piattaforma Sapphire XC di Velo3D, un sistema di stampa 3D a letto di polvere metallica ad alto volume, calibrato per la lavorazione di superleghe come Inconel 718. Il servizio Rapid Production Solutions (RPS) combina pre‑processing (software Flow), hardware (Sapphire e Sapphire XC) e controllo qualità (Assure) in un pacchetto pensato per portare rapidamente un progetto dalla fase di design al componente fisico, riducendo necessità di redesign e cicli lunghi di sviluppo.
Per il progetto Intergalactic, RPS ha permesso di passare dal modello digitale ai primi pezzi stampati in poche settimane, mantenendo una configurazione di parametri standard per IN718 già qualificati da Velo3D. Questo approccio elimina la fase di sviluppo di parametri specifici per la parte, accorciando il time‑to‑first‑article e offrendo una base più semplice per future campagne di qualifica e certificazione.
Geometrie dei collettori: perché la AM è decisiva
I collettori per microtubi sviluppati da Intergalactic sfruttano geometrie a grande raggio e transizioni a bassa inclinazione, difficili da produrre con i sistemi LPBF tradizionali dotati di recoater meccanico. Le transizioni morbide permettono di ridurre perdite di carico, evitare zone di ristagno del fluido e distribuire in modo più uniforme la portata verso l’array di microtubi, riducendo stress termici e meccanici.
La recoater non‑contact di Sapphire XC, insieme a strategie di processo dedicate, consente di supportare queste forme con supporti interni minimali, aspetto cruciale per componenti complessi come collettori a cavità interne multiple. Una riduzione dei supporti interni semplifica la rimozione post‑processo, limita il rischio di difetti nascosti nelle zone non ispezionabili e migliora la ripetibilità produttiva su lotti successivi.
IN718 per scambiatori a microtubi: motivazioni di materiale
La lega Inconel 718 (IN718) è una superlega a base nichel largamente impiegata in turbine a gas, motori aeronautici e componenti in ambiente ad alta temperatura grazie alla combinazione di resistenza meccanica, stabilità termica e resistenza alla corrosione. IN718 mantiene buone proprietà meccaniche a temperature elevate, con elevata resistenza a creep e rottura, rendendola adatta ad applicazioni di scambio termico in zone calde del velivolo o a contatto con fluidi ad alta temperatura.
Per un microtube heat exchanger in ambito aeronautico, l’uso di IN718 facilita l’integrazione in sistemi esposti a cicli termici severi, vibrazioni e possibili ambienti corrosivi (condensa, contaminanti, fluidi di processo), riducendo il rischio di cricche da fatica termica e corrosione sotto tensione. Inoltre, la disponibilità di parametri di processo già qualificati per IN718 sulla piattaforma Sapphire XC consente di allineare più semplicemente i requisiti di progettazione con quelli di certificazione aeronautica e con la futura produzione in serie.
Supply chain distribuita e scalabilità del programma
Un elemento centrale del progetto è la possibilità di scalare rapidamente la produzione dei collettori di scambiatore di calore in funzione dell’evoluzione del programma aeronautico. Il flusso di lavoro basato su RPS, con parametri IN718 standard e file di processo portabili, consente di produrre lo stesso design su qualsiasi sistema Sapphire o Sapphire XC validato, aprendo la strada a una supply chain distribuita presso più service o stabilimenti.
Questa architettura riduce la dipendenza da un singolo sito produttivo e permette di adeguare capacità e ridondanza in funzione delle necessità del costruttore di aeromobili. Intergalactic vede in questa collaborazione un modo per allineare i tempi stretti di test di sistema con una strategia di lungo periodo che prevede la transizione dai primi articoli di prova alla produzione seriale certificata.
Dichiarazioni delle aziende coinvolte
Nelle dichiarazioni ufficiali, Michelle Sidwell, Chief Revenue Officer di Velo3D, sottolinea come i clienti che lavorano con scadenze aggressive si affidino a Rapid Production Solutions per ottenere hardware in tempi brevi, evitando redesign e iter di sviluppo troppo lunghi, in linea con la missione di ridurre gli attriti all’innovazione. Il modello RPS è descritto come un percorso integrato che porta dal concept iniziale al componente prodotto con parametri pronti per la produzione.
Da parte di Intergalactic, il responsabile supply chain Rhett Burton evidenzia che la produzione dei collettori su Sapphire XC ha consentito di rispettare il programma di test a livello di sistema e ha posto le basi per una supply chain distribuita e scalabile per le future fasi produttive. Queste affermazioni si inseriscono in una strategia più ampia di Intergalactic, che include lo sviluppo di versioni conformali e curve dei propri scambiatori a microtubi per adattarsi alle forme cilindriche di fusoliere e gondole motore, ottimizzando spazio e peso rispetto ai tradizionali scambiatori plate‑fin.
