Airbus sta adottando la wire-Directed Energy Deposition (w-DED), una famiglia di processi di manifattura additiva in cui un filo di titanio viene fuso e depositato strato su strato per ottenere un “grezzo” vicino alla forma finale (near-net-shape). L’obiettivo dichiarato è rendere più efficiente la realizzazione di componenti strutturali di grandi dimensioni in titanio, riducendo sprechi di materiale e tempi rispetto a molte catene tradizionali basate su forgiatura e lavorazioni estensive.
Come funziona la w-DED (in pratica) e quali varianti esistono
Nella w-DED un sistema di deposizione (spesso su braccio robotico multi-asse) alimenta un filo metallico e lo fonde tramite una sorgente energetica: a seconda dell’architettura possono essere usati plasma, arco, laser o persino fascio di elettroni. Il risultato tipico non è un pezzo “finito” come lo si intende nel consumer, ma un preform: un semilavorato che poi viene rifinito con lavorazioni meccaniche e controlli NDT per rientrare in tolleranza e soddisfare i requisiti aeronautici.
Scala produttiva: perché il filo è interessante quando le parti diventano “grandi”
Un punto a favore della deposizione a filo è la produttività e la possibilità di crescere in scala, perché il processo può depositare materiale a ritmi più alti rispetto a tecnologie a letto di polvere quando l’obiettivo è costruire volumi importanti. Nel caso Airbus, viene citata la realizzabilità di componenti strutturali fino a circa 7 metri e con velocità di deposizione dell’ordine di chilogrammi/ora (a seconda di materiale, sorgente e strategia di processo). Questo rende la w-DED candidata per parti “lunghe” e “spesse” dove la priorità è costruire un preform efficiente da finire poi in macchina utensile.
Il nodo economico del titanio: buy-to-fly e spreco di materiale
Nelle catene tradizionali di molte parti in titanio aeronautiche, si parte spesso da semilavorati sovradimensionati e si rimuove molto materiale (fino ad arrivare a rapporti buy-to-fly sfavorevoli). Airbus evidenzia che la w-DED consente di produrre geometrie più vicine alla forma finale, con potenziale riduzione dello scarto e, quindi, del costo effettivo del titanio trasformato. Questo non elimina la necessità di finitura, ma può ridurre il volume di asportazione richiesto.
Dove Airbus lo sta usando: A350 e area “Cargo Door Surround”
Airbus indica una prima integrazione su A350 nell’area del Cargo Door Surround (zona strutturale attorno al portellone cargo). In questa fase, alcune parti progettate da Airbus sono state stampate tramite plasma w-DED da un fornitore qualificato; poi sono state sottoposte a controlli ultrasonici (citata Testia Bremen) e infine lavorate e installate negli stabilimenti Airbus. Le parti vengono descritte come funzionalmente e geometricamente equivalenti alle corrispondenti forgiate.
Qualifica, controlli e post-process: cosa serve per arrivare alla produzione
Per passare da dimostrazione a uso esteso su aerostrutture, entrano in gioco controlli e ripetibilità: gestione dell’atmosfera e dell’ossidazione del bagno fuso, controllo della geometria del cordone, difettologia interna, anisotropie microstrutturali e stabilità delle proprietà meccaniche dopo eventuali trattamenti termici. È anche per questo che, anche quando la parte “cresce” correttamente, resta tipico un flusso con NDT (ad esempio ultrasuoni) e finitura meccanica per raggiungere tolleranze e rugosità richieste.
Ecosistema e “parenti stretti”: Norsk Titanium, Spirit AeroSystems, Boeing
Nel panorama della deposizione a filo, Airbus non è l’unico attore. Un esempio spesso citato è Norsk Titanium, che utilizza un processo wire-fed DED proprietario chiamato Rapid Plasma Deposition (RPD); nel settore aerospaziale vengono menzionate collaborazioni e accordi con attori come Boeing e Spirit AeroSystems. Questi casi sono rilevanti perché mostrano che la deposizione a filo è considerata per parti metalliche ad alto valore quando il preform near-net-shape consente vantaggi su lead time e scarti, pur mantenendo un post-process robusto.
Prossimi passi dichiarati: estensione a componenti più critici e scelte make-or-buy
Airbus indica l’intenzione di valutare un’estensione della w-DED verso applicazioni più critiche (ad esempio porzioni legate a ali o landing gear come aree di interesse), e di esplorare sia diverse sorgenti energetiche (plasma, arco, elettronico, laser) sia strategie organizzative tra produzione interna e fornitura esterna. In parallelo, la traiettoria più plausibile è l’aumento progressivo del portafoglio parti qualificate man mano che dati di processo, controlli e catena di fornitura diventano più maturi.
