NP Aerospace ha realizzato un supporto per sospensioni e differenziale destinato al veicolo corazzato Mastiff utilizzando la tecnologia di manifattura additiva metallica WAAM, Wire Arc Additive Manufacturing. Il componente è stato prodotto in collaborazione con il Digital Manufacturing Centre e con la piattaforma Vipra AM di Caracol, azienda italiana specializzata in additive manufacturing robotico di grande formato. Il pezzo pesa 110 kg, misura 540 × 500 × 500 mm ed è stato stampato in circa 60 ore con materiale ER100, prima dei trattamenti termici e delle lavorazioni meccaniche finali.

Il progetto riguarda un componente strutturale, quindi non un semplice prototipo dimostrativo. Il supporto sospensioni e differenziale del Mastiff lavora in una zona sottoposta a carichi dinamici, urti, vibrazioni e condizioni operative severe. Per questo motivo il passaggio dalla produzione convenzionale alla stampa 3D metallica non si limita alla fabbricazione del pezzo: richiede controllo del processo, validazione, lavorazioni post-stampa e verifica della conformità ai requisiti funzionali. Il Digital Manufacturing Centre aveva già indicato, nel quadro del Project TAMPA Spiral 2, un lavoro di ingegnerizzazione, validazione e test di conformità su un grande componente metallico strutturale per NP Aerospace.

Perché usare la WAAM su un componente così grande

Il supporto del Mastiff viene normalmente associato a processi come fusione, forgiatura o fabbricazioni multi-stadio. Queste tecnologie restano fondamentali per molte produzioni, ma diventano meno flessibili quando il volume è basso, il componente è complesso e il programma richiede iterazioni rapide. La produzione di attrezzaggi, stampi, modelli, prove di qualifica e lavorazioni intermedie può pesare molto sui tempi e sui costi, soprattutto quando non si parla di migliaia di pezzi identici.

La WAAM usa un filo metallico come materiale di apporto e un arco elettrico come sorgente di energia. È una forma di deposizione diretta di metallo adatta a componenti di grandi dimensioni, dove la priorità non è ottenere subito una superficie finita, ma costruire una preforma metallica robusta da portare poi a quota tramite lavorazioni meccaniche. Nel caso del Mastiff, la parte è stata realizzata sulla piattaforma Vipra XP di Caracol, configurazione orientata alla produttività e basata su tecnologia CMT, Cold Metal Transfer.

Il vantaggio principale non è solo la velocità di deposizione. La stampa robotica multi-asse consente di costruire geometrie con superfici organiche, forti sbalzi e percorsi non semplici da affrontare con un sistema a cinematica fissa. Caracol indica che il sistema Vipra AM integra robotica industriale, software, sensori e monitoraggio di processo, con un braccio robotico e cinematica a posizionatore pensati per strategie di stampa multi-angolo e non planari.

Un componente stampato in un unico pezzo e senza attrezzaggi dedicati

Il pezzo prodotto da NP Aerospace, DMC e Caracol è stato realizzato come componente unico, senza ricorrere ad attrezzaggi specifici per fusione o forgiatura. Questo è uno dei punti più rilevanti per la difesa e per i veicoli speciali: quando una parte è richiesta in quantità limitata, il costo degli utensili può diventare sproporzionato rispetto al numero di componenti da costruire.

Nel caso indicato da Caracol, il ricorso a Vipra AM ha permesso una riduzione dei tempi fino al 50% rispetto alla produzione convenzionale equivalente, eliminando i costi degli attrezzaggi. Il componente stampato è stato poi sottoposto a trattamento termico e lavorazione meccanica, passaggi necessari per arrivare alle caratteristiche dimensionali e funzionali richieste.

È un aspetto da non trascurare: la stampa 3D metallica non sostituisce sempre tutte le fasi produttive. In molti casi sostituisce la parte più lenta e meno flessibile della catena, cioè la creazione della forma grezza o semi-finita, mentre lascia a trattamenti, controlli e lavorazioni CNC il compito di portare il componente allo standard richiesto.

Il ruolo di NP Aerospace nel programma Mastiff

NP Aerospace è un produttore e integratore britannico attivo nei sistemi di protezione, nei veicoli militari e nei servizi di supporto. L’azienda ha una lunga esperienza sulle piattaforme protette del Ministero della Difesa britannico e ha lavorato su veicoli come Mastiff, Ridgback, Wolfhound e Buffalo. Il Mastiff è un veicolo protetto 6×6 impiegato dall’esercito britannico, entrato in servizio operativo in Afghanistan nel 2006.

NP Aerospace ha anche guidato interventi di aggiornamento su Mastiff e Ridgback nell’ambito del contratto Protected Mobility Engineering & Technical Support, PMETS, introducendo sistemi di sospensioni indipendenti, controllo dell’altezza da terra, aggiornamenti a trasmissione, sterzo, freni, pneumatici e sistemi di gonfiaggio centralizzato. Questi interventi hanno portato i veicoli a prestazioni dichiarate fino a 90 km/h su strada, 55 km/h fuori strada e capacità di affrontare pendenze del 60%.

Il nuovo supporto sospensioni e differenziale stampato in 3D va letto in questo contesto: non come un oggetto isolato, ma come parte di una strategia più ampia per mantenere efficienti piattaforme già operative, ridurre i tempi di approvvigionamento e creare alternative produttive quando la catena tradizionale è lenta o poco adatta a piccoli lotti.

Project TAMPA e la stampa 3D nella supply chain della difesa britannica

Il progetto si inserisce nel percorso del Project TAMPA, iniziativa del Ministry of Defence britannico per valutare l’additive manufacturing come servizio nella catena di fornitura della difesa. La strategia ufficiale del Regno Unito sulla manifattura avanzata indica Project TAMPA come una delle prove della fattibilità dell’adozione della stampa 3D nella supply chain militare, con l’obiettivo di aumentare resilienza, disponibilità delle piattaforme e capacità di risposta nei casi di parti obsolete o difficili da reperire.

Il documento strategico del MoD parla anche di un modello distribuito basato su design digitali, filiera qualificata e capacità produttive certificate. In pratica, l’idea non è stampare pezzi ovunque senza controllo, ma costruire una rete in cui i dati tecnici siano gestiti in modo sicuro e i fornitori possano produrre componenti con standard ripetibili.

Questo punto è centrale per la stampa 3D metallica in ambito difesa. Un componente strutturale non può essere trattato come una parte estetica: servono tracciabilità, controllo dei parametri, qualificazione del processo, ispezioni e responsabilità chiare. Il Digital Manufacturing Centre aveva sottolineato che, nel caso del componente Mastiff per TAMPA Spiral 2, l’obiettivo non era alleggerire o ridisegnare la parte, ma dimostrare che l’additive manufacturing poteva replicare i criteri prestazionali esistenti riducendo tempi e costi di attrezzaggio.

Caracol porta la WAAM robotica italiana su un caso industriale pesante

La presenza di Caracol è interessante anche per il settore italiano della manifattura additiva. L’azienda sviluppa piattaforme LFAM, Large Format Additive Manufacturing, sia per materiali compositi sia per metalli. La linea Vipra AM è dedicata alla produzione additiva metallica robotica di grande formato e combina hardware, software e automazione per componenti industriali di grandi dimensioni.

Nel caso Mastiff è stata usata la configurazione Vipra XP, pensata per produzioni ad alta deposizione tramite CMT. La piattaforma integra sensori per monitorare geometria dello strato, sviluppo termico, flusso gas, laser scanning, camere di saldatura, camere termiche e pirometri. Il software Eidos Manufacturing gestisce pianificazione, slicing, controllo della cinematica robotica e monitoraggio, creando una base digitale per rendere il processo più ripetibile.

La parte più importante, però, è applicativa: Caracol non entra nel caso solo come fornitore di una macchina, ma come tecnologia abilitante per produrre una geometria che sarebbe stata molto più difficile da ottenere con sistemi fissi o con un ciclo convenzionale senza ripensamenti produttivi.

DMC: validazione, conformità e produzione per applicazioni critiche

Il Digital Manufacturing Centre, con sede nel Regno Unito, ha avuto un ruolo chiave nella parte di processo. Secondo quanto indicato dal DMC, l’organizzazione ha ingegnerizzato, validato e testato la conformità del processo additivo per produrre un grande componente metallico strutturale destinato a NP Aerospace. Il componente è stato collegato al Project TAMPA Spiral 2 e alla dimostrazione della capacità di produrre grandi parti metalliche tramite Direct Energy Deposition.

Il DMC aveva descritto il componente come il più grande componente metallico additivamente prodotto dal centro fino a quel momento, con dimensioni nell’ordine dei 500 mm per lato e massa indicata attorno ai 90 kg nella comunicazione del 2025. Il caso pubblicato da Caracol per Vipra AM indica invece un componente da 110 kg. Questa differenza può dipendere da fasi, configurazioni o versioni del programma, ma il punto comune resta lo stesso: si tratta di un componente strutturale di grande massa, non di un semplice dimostratore da banco.

Cosa cambia rispetto alla produzione tradizionale

Il valore della WAAM non sta nel rendere ogni componente “stampabile” a prescindere. Sta nel creare una strada alternativa quando la produzione convenzionale presenta colli di bottiglia. Nel caso dei veicoli militari, questi colli di bottiglia possono riguardare pezzi fuori produzione, lotti piccoli, tempi lunghi per fornitori specializzati, attrezzaggi non più disponibili o componenti che richiedono aggiornamenti tecnici durante la vita operativa della piattaforma.

Con la WAAM, il componente può essere costruito a partire da un modello digitale, usando filo metallico e una cella robotica. Dopo la deposizione, il pezzo viene stabilizzato, trattato, lavorato e controllato. Questo flusso può ridurre la dipendenza da stampi e modelli dedicati, ma richiede competenze metallurgiche e di processo. Non basta avere una macchina: serve dimostrare che il materiale depositato, la struttura, le zone lavorate e le caratteristiche finali rispondano alle specifiche.

Per una piattaforma come Mastiff, questo significa poter pensare alla manifattura additiva come strumento di supporto alla disponibilità del mezzo. Un veicolo fermo per mancanza di un componente critico non è solo un problema logistico: è un problema operativo. Se una parte può essere prodotta in settimane invece che in molti mesi, l’impatto sulla gestione della flotta può essere concreto. Il DMC aveva indicato per il processo additivo tempi nell’ordine delle settimane rispetto a 6-9 mesi per alcune rotte convenzionali.

Non solo alleggerimento: prima la sostituzione funzionale

Nel settore della stampa 3D si parla spesso di alleggerimento, reticoli interni e ottimizzazione topologica. In questo caso, però, il primo obiettivo non era ridurre la massa del componente o riscriverne la geometria per ottenere prestazioni nuove. Il DMC ha chiarito che per TAMPA Spiral 2 il requisito era dimostrare la capacità dell’additive manufacturing di produrre un grande componente strutturale secondo specifica, replicando i criteri prestazionali della parte esistente.

Questo rende il caso più significativo dal punto di vista industriale. La stampa 3D non viene proposta come esercizio di design, ma come processo alternativo per un pezzo funzionale. Solo in una fase successiva, con una riprogettazione dedicata, si potrebbero ottenere benefici aggiuntivi come riduzione del peso o redistribuzione del materiale. Su un veicolo corazzato, ogni chilogrammo risparmiato può essere usato per aumentare carico utile, protezione, autonomia o sistemi di bordo, ma questi vantaggi richiedono un percorso di progettazione e qualifica separato.

Una strada per ricambi, riparazioni e aggiornamenti

David Wilson, Director of Engineering di NP Aerospace, ha collegato il lavoro su TAMPA Spiral 2 al tema della disponibilità delle piattaforme e alla riduzione dei tempi e dei costi per la sostituzione delle parti. Ha anche evidenziato che la tecnologia DED può essere usata non solo per produrre componenti nuovi, ma anche per riparare e lavorare parti esistenti, con possibili effetti sull’estensione della vita utile dei componenti.

Questo è uno degli ambiti più promettenti per la deposizione diretta metallica. Su veicoli, navi, impianti energetici e grandi macchine, non sempre ha senso sostituire un componente intero. In certi casi può essere più efficiente ricostruire una zona usurata, aggiungere materiale dove serve e poi riportare la parte alle quote corrette con lavorazione meccanica. Nel contesto della difesa, dove i mezzi restano in servizio per anni e le parti originali possono diventare difficili da reperire, questa possibilità può avere un peso rilevante.

Un caso concreto per la manifattura additiva nella difesa

Il supporto sospensioni e differenziale del Mastiff mostra una direzione chiara: la stampa 3D metallica di grande formato sta passando da dimostrazioni generiche a componenti strutturali inseriti in programmi con requisiti reali. Il lavoro di NP Aerospace, Digital Manufacturing Centre e Caracol non elimina la complessità della qualifica, ma dimostra che la WAAM può entrare in una filiera dove contano tempi, ripetibilità, tracciabilità e disponibilità del mezzo.

Per il settore della stampa 3D industriale, il messaggio è concreto: la manifattura additiva metallica non deve per forza competere con la produzione di massa. Può trovare spazio dove i volumi sono bassi, i componenti sono grandi, gli attrezzaggi pesano sui costi e la rapidità di risposta vale quanto il prezzo unitario del pezzo. Nel caso Mastiff, la riduzione dei tempi fino al 50%, la produzione in 60 ore e l’eliminazione degli attrezzaggi dedicati mostrano perché la WAAM viene osservata con attenzione da difesa, veicoli speciali, energia, marino e industria pesante