I PRODOTTI HYDE AERO COLLABORANO CON RENISHAW E NCAM PER SVILUPPARE NUOVE FUNZIONALITÀ AM PER METALLI
Il principale fornitore europeo di servizi di ingegneria aerospaziale Hyde Aero Products (HAP) ha fatto appello all’esperienza della società di ingegneria globale Renishaw e del National Centre for Additive Manufacturing (NCAM), con sede presso il Manufacturing Technology Centre (MTC) nel Regno Unito, per sviluppare la stampa 3D maniglie per porte per due elicotteri Classe II fornite dal suo cliente Leonardo Helicopters come parte di un banco di prova per la produzione additiva in metallo.
Avendo recentemente costituito una filiale dedicata alla stampa 3D, Hyde Additive Technologies , HAP ha iniziato a investire in tecnologie di stampa 3D polimeriche che hanno già consentito all’azienda di risparmiare sui costi. Ora, l’azienda sta cercando di sfruttare anche i vantaggi della produzione additiva in metallo.
“Il programma DRAMA è arrivato nel momento perfetto per Hyde mentre sviluppiamo le nostre capacità AM in metallo”, ha affermato Paul Mellor, Direttore tecnico di HAP. “Il lavoro sulle maniglie delle porte dell’elicottero ci ha fornito una visione approfondita del processo di progettazione AM per la produzione e informerà le nostre future discussioni con Leonardo”.
L’MTC ha avviato il progetto DRAMA (Digital Reconfigurable Additive Manufacturing Facilities for Aerospace) nel 2017 con l’obiettivo di migliorare la catena di approvvigionamento aerospaziale del Regno Unito utilizzando una fabbrica di apprendimento digitale di produzione additiva unica .
Il progetto prevedeva la creazione di un ambiente virtuale gemellato digitalmente per la catena del processo di produzione additiva del settore aerospaziale al fine di ridurre al minimo il rischio, i costi e il tempo di commercializzazione per le aziende che cercano di utilizzare la tecnologia per progettare e costruire parti ad alte prestazioni.
Le strutture del banco di prova si trovano presso l’NCAM di MTC a Coventry e presso l’AM Solutions Center di Renishaw nello Staffordshire, con il progetto che ha ricevuto inizialmente 14,3 milioni di sterline come parte di un programma dell’Aerospace Technology Institute (ATI) del Regno Unito .
Da allora, il progetto ha visto la costruzione di una nuova struttura a letto di polvere metallica ad accesso aperto presso NCAM e ha fornito supporto alle aziende della catena di approvvigionamento per aiutare lo sviluppo dei loro prodotti e processi di produzione additiva. Nell’ambito del progetto è stata istituita anche una libreria di risorse online denominata Knowledge Hub .
In linea con il suo desiderio di passare alla produzione additiva in metallo, HAP ha identificato due parti di elicotteri di Classe II del suo cliente Leonardo Helicopters come casi di test per la tecnologia. Le parti in questione erano le maniglie delle porte di servizio di prua e di poppa dell’elicottero e sono state scelte nell’ambito di un’iniziativa di riduzione del peso.
Dopo aver collaborato con NCAM e Renishaw, HAP voleva scoprire se la stampa 3D in metallo potesse fornire una soluzione praticabile ed economica per la produzione delle maniglie e come sviluppare un business case per l’adozione di tecnologie di produzione additiva in metallo in futuro.
Le tre società hanno concordato un pacchetto di supporto per lo sviluppo del processo da consegnare a NCAM e agli ingegneri di Renishaw, a partire da uno studio di progettazione del processo e ottimizzazione della topologia. È stata effettuata un’analisi delle sollecitazioni di base su un’attuale impugnatura in lega di alluminio AlSi10Mg ricavata dal pieno per valutare le prestazioni di impugnature dotate di una varietà di strutture reticolari interne. È stata valutata anche una maniglia vuota e i test hanno indicato che è possibile ottenere risparmi di peso tra il 20 e il 45 percento con la stampa 3D in metallo.
La prima costruzione della parte è stata eseguita su una stampante 3D AM500Q con fusione a letto di polvere laser (LPBF) di Renishaw. È stata stampata una selezione di maniglie di servizio di prua e di poppa stampate verticalmente con strutture sia scavate che reticolari, seguita da una seconda build di 16 maniglie di servizio di prua con intervalli vuoti per indicare il probabile costo di produzione di produzione dei componenti.
L’analisi delle parti stampate tramite misurazione CMM ha rivelato una dimensione critica sulla maniglia per quanto riguarda la distanza tra il centro del foro di montaggio e si è concluso che la costruzione delle parti verticalmente non avrebbe fornito una precisione sufficiente durante la stampa. Per risolvere questo problema, le due build successive sono state stampate orizzontalmente e questo è stato concordato come orientamento ottimale per mantenere la precisione di posizione dei fori di montaggio.
La stampa delle maniglie orizzontalmente richiedeva un supporto interno, con la prima build che utilizzava un reticolo strutturale interno convenzionale e la seconda un reticolo leggero che forniva solo supporto.
Come parte del pacchetto di supporto DRAMA Business Case finale, gli ingegneri di NCAM hanno lavorato con HAP per sviluppare un modello di business case per le maniglie dell’elicottero che potrebbe essere applicato anche ad altre parti in metallo stampate in 3D, per supportare la nuova avventura dell’azienda nella produzione additiva in metallo.
