L’Applied Science & Technology Research Organization of America (ASTRO America) è capofila di un progetto da 1,66 milioni di dollari per sviluppare metodi rapidi ed economici di ispezione e qualificazione di componenti stampati in 3D con geometrie complesse. L’iniziativa rientra nel bando QTIME (Quality Test and Inspection Methods Expediency) lanciato da America Makes con il supporto del National Center for Defense Manufacturing and Machining (NCDMM). Nel consorzio compaiono Applied Optimization, Penn State Applied Research Lab, Florida State University, Colorado School of Mines, Honeywell Aerospace (system integrator) e Lockheed Martin (supporto consulenziale).
Obiettivo tecnico: portare l’ispezione layer-by-layer sotto l’ora di lavoro
Il team punta a un’ispezione in-situ, strato su strato, di strutture reticolari (lattice) prodotte in LPBF, con identificazione dei difetti quasi in tempo reale e capacità di predire le deformazioni durante il build. L’ambizione è ridurre i tempi oggi richiesti dalla tomografia computerizzata (CT) da molte ore a meno di 60 minuti, con una riduzione dei costi fino al 90% rispetto ai flussi tradizionali.
Tecnologia e casi d’uso: LPBF, Inconel 718 e sistemi Colibrium Additive
Le attività previste includono la fabbricazione di provini in Inconel 718 e l’integrazione di sensori su una Colibrium Additive M2 Series 5 per misurazioni in-process. L’attenzione è rivolta a componenti leggeri e scambiatori di calore destinati a aerospazio, energia e ambito navale.
Ruoli nel consorzio: chi fa che cosa
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Applied Optimization: imaging ad alta risoluzione della pool di fusione e modellazione predittiva di tensioni/deformazioni.
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Penn State ARL: rilevamento automatico di difetti su CT e analisi immagini con reti neurali.
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Florida State University: modellazione della deformazione informata dai difetti e trasferimento di toolset dai compositi ai metalli.
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Colorado School of Mines: caratterizzazione dei materiali e validazione dei modelli di deformazione.
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Honeywell Aerospace: integrazione di sistema, geometrie di riferimento, NDE e autorità di ingegneria.
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Lockheed Martin: advisory a costo zero.
Come si inserisce nel bando QTIME
Il bando QTIME (rilascio: maggio 2025) mira a accelerare l’adozione di tecniche NDI/NDE sia in-situ sia ex-situ per parti ampie o geometricamente complesse in LPBF e DED. Tra i requisiti figurano target come il miglioramento misurabile della Probability of Detection (PoD) rispetto alla radiografia e lo sviluppo di ispezioni efficaci per feature interne sotto 5–10 mm (Topic 2). I progetti attesi sono a TRL 4–7 / MRL 4–7.
I vincitori e la posizione di ASTRO America
America Makes ha annunciato i vincitori del bando: per il Topic 2 (“Rapid, Cost-effective Methods for Inspection and Qualification of Complex AM Parts”) il team guidato da ASTRO America comprende Applied Optimization, Penn State ARL, Florida State University, Colorado School of Mines, Honeywell Aerospace e Lockheed Martin; altri award sono andati, tra gli altri, a Honeywell e Northrop Grumman (Topic 1) e ad ASTM International (Topic 3 – Industry Transition Team).
Impatto atteso: affidabilità e transizione verso l’uso operativo
America Makes sottolinea che metodi rapidi e accessibili di ispezione/qualificazione possono ridurre i costi, accorciare i lead time e aumentare la fiducia nelle prestazioni delle parti, accelerando l’adozione dell’AM presso DoD, FAA e NASA. Il progetto di ASTRO America prevede anche piani di commercializzazione e mentorship per le PMI della supply chain statunitense.
Contesto tecnico-scientifico: perché i reticoli sono difficili da ispezionare
Le strutture reticolari LPBF presentano variazioni locali e feature interne che rendono complessa l’ispezione, motivo per cui la letteratura esplora approcci in-situ basati su imaging layer-wise e machine learning per correlare i segnali di processo a difetti e proprietà meccaniche (convalidati anche via CT). Queste evidenze rafforzano le scelte di QTIME e del consorzio sulla combinazione monitoraggio in-process + modelli di deformazione
