Introduzione al progetto Alstom-GEFERTEC
Il costruttore di sistemi di trasporto ferroviario Alstom ha scelto la tecnologia Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) di GEFERTEC per la produzione rapida di componenti critici per i suoi veicoli. Questo approccio è stato adottato per la prima volta nel 2020 e rappresenta una strategia mirata a ridurre i tempi di consegna, i costi e la complessità logistica associati alle parti obsolete o difficili da reperire.
Caratteristiche e vantaggi del WAAM
WAAM sfrutta un filo metallico come materia prima, depositato strato dopo strato mediante saldatura ad arco. Rispetto ai metodi tradizionali di fusione o ai processi a letto di polvere, questa tecnologia offre:
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Efficienza nei materiali: quasi il 100% di utilizzo del filo, con riduzione degli scarti.
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Velocità di costruzione: volumi fino a diversi metri cubi, con velocità di deposizione elevate (fino a centinaia di cm³/ora).
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Flessibilità di materiali: impiego di acciai e leghe ad alta resistenza, adatti a carichi statici e dinamici.
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Riduzione dei costi: assenza di attrezzaggi specifici per ogni parte e smaltimento più economico.
Questi vantaggi rendono il WAAM particolarmente adatto alla realizzazione di pezzi di grandi dimensioni e alla gestione di lotti ristretti, scenari comuni nel settore ferroviario.
Il componente Yaw Damper: sfida e soluzione
Cinque anni fa GEFERTEC ha realizzato per Alstom il primo coperchio di cuscinetto per un gruppo ruote, ottenuto con WAAM. L’ultimo incarico ha riguardato un yaw damper, un dispositivo essenziale per stabilizzare il convoglio tra carrello e carrozza, soprattutto in curva e ad alta velocità. Originariamente prodotto in fusione di acciaio, il damper presentava tempi di approvvigionamento lunghi e costi elevati, incompatibili con le esigenze operative di Alstom.
Fasi del processo produttivo
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Studio di fattibilità: analisi del materiale e della geometria per definire limiti e potenzialità.
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Preparazione dei dati CAD: conversione dei file progettuali in un formato compatibile con WAAM, inclusione dei margini per la successiva lavorazione meccanica.
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Definizione dei parametri: selezione della lega, calibrazione dei percorsi utensile e impostazione dei parametri di saldatura.
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Deposition e finitura: deposizione stratificata del filo metallico, seguita da operazioni di fresatura per raggiungere le tolleranze richieste.
Nel complesso, dalla fase di studio alla consegna del componente sono trascorsi meno di 100 giorni, un risultato impensabile con i metodi convenzionali.
Verifica e validazione del pezzo
Data la funzione critica del yaw damper, sono stati eseguiti test statici e dinamici per assicurare i requisiti di resistenza e conformità alle normative ferroviarie. L’approccio collaborativo tra Alstom e GEFERTEC ha garantito trasparenza totale sui risultati, favorendo iterazioni rapide e una valutazione condivisa di ogni step.
Prospettive per la progettazione additiva
Secondo Dr.-Ing. Uwe Jurdeczka, responsabile del gruppo Tecnologie di Produzione Innovative in Alstom, diventa sempre più sensato progettare componenti fin dall’inizio pensando all’additive manufacturing. In un contesto in cui il settore ferroviario punta a:
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Leggerezza strutturale
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Integrazione funzionale di più parti
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Risposta rapida alle esigenze di manutenzione
l’adozione di processi additivi come il WAAM offre un vantaggio competitivo in termini di flessibilità e controllo dei cicli di vita dei veicoli.
