Introduzione: un incidente che accende i riflettori sulla stampa 3D in aviazione leggera
Il 18 marzo 2025 un velivolo Cozy Mk IV immatricolato G-BYLZ è andato distrutto durante un atterraggio di emergenza all’aeroporto di Gloucestershire, nel Regno Unito. L’aereo, un kit-plane a quattro posti con configurazione canard e motore posteriore, ha perso potenza in finale, finendo corto rispetto alla pista e impattando contro l’antenna del localizzatore ILS. Il pilota, unico occupante a bordo, ha riportato ferite lievi, ma il velivolo è stato completamente distrutto.
L’indagine condotta dalla Air Accidents Investigation Branch (AAIB) ha individuato come causa principale il cedimento di un componente critico dell’aspirazione motore: un gomito di aspirazione dell’aria stampato in 3D che si sarebbe ammorbidito e collassato per effetto delle temperature sotto la cappottatura motore. In risposta, la Light Aircraft Association (LAA) ha annunciato due azioni di sicurezza sull’uso delle parti stampate in 3D nei propri aeromobili.
Il Cozy Mk IV G-BYLZ e il contesto LAA
Il Cozy Mk IV è un aereo amatoriale progettato da Nat Puffer: struttura composita, configurazione canard, motore a pistoni Lycoming O-360-A4A in configurazione “pusher” e possibilità di ospitare quattro posti. Nel regime di Permit to Fly della Light Aircraft Association l’operatività è normalmente limitata a due persone.
L’esemplare G-BYLZ, costruito nel 1999, era stato modificato nel 2019 con l’installazione di un nuovo sistema di iniezione meccanica del carburante, approvato dalla LAA Engineering dopo una fase di collaudo in volo. Il sistema prevedeva controller di carburante, pompe ad alta pressione, pompa elettrica ausiliaria, trasduttore di flusso e nuova circuiteria di tubazioni e filtri. Dopo l’approvazione nel 2022, il sistema modificato aveva accumulato circa 37 ore di volo prima dell’incidente.
La Light Aircraft Association, con sede a Turweston Aerodrome, ha il compito di valutare modifiche, manutenzione e navigabilità dei velivoli amatoriali e storici nel Regno Unito. Pubblica regolarmente Alert, Technical Service Bulletin e Mandatory Technical Directive.
La sequenza dell’incidente: perdita di potenza in finale
Il giorno dell’incidente il Cozy Mk IV G-BYLZ stava completando un volo locale sopra FL80 per poi rientrare a Gloucestershire Airport. In avvicinamento alla pista 09, il pilota – possessore di una Private Pilot Licence con oltre 2.400 ore di volo ma solo 7 ore sul tipo – stava effettuando un avvicinamento RNP. Durante la finale aveva esteso l’airbrake ventrale, dispositivo che aumenta la resistenza aerodinamica.
Intorno ai 500 piedi AGL, il pilota ha spinto la manetta in avanti per eseguire un go-around, ma ha constatato che il motore non produceva più potenza. Con poca quota disponibile è riuscito a superare una strada e una linea di cespugli, ma è atterrato corto rispetto alla pista, urtando la struttura dell’antenna ILS. L’aereo ha subito danni gravi e si è fermato a lato dell’antenna.
Il ruolo del gomito di aspirazione stampato in 3D
L’esame del relitto da parte dell’AAIB ha mostrato che un gomito di aspirazione in plastica, fissato al controller del carburante, si era collassato riducendo drasticamente il flusso d’aria al motore. Il componente era una parte stampata in 3D installata durante la modifica del sistema di alimentazione.
Secondo il proprietario, il pezzo era stato acquistato in un airshow negli Stati Uniti ed era dichiarato come stampato in CF-ABS (carbon-fiber reinforced ABS) con temperatura di transizione vetrosa indicata a 105 °C. Il proprietario riteneva quindi che fosse più idoneo del componente in vetroresina previsto dal progetto originale.
Il progetto Cozy Mk IV prevede invece un componente laminato con quattro strati di tessuto in fibra di vetro bidirezionale e resina epossidica, con Tg intorno a 84 °C dopo post-cura. Inoltre include un tratto di tubo in alluminio sottile all’ingresso, che fornisce supporto strutturale e riduce la sensibilità termica. La versione stampata in 3D installata su G-BYLZ era priva di questo rinforzo.
Test di laboratorio: il materiale non era quello atteso
I campioni del componente stampato sono stati analizzati tramite DSC. I risultati hanno mostrato una Tg tra circa 52,8 °C e 54,0 °C, ben più bassa dei 105 °C dichiarati. L’esatta composizione del polimero non è stata identificata, ma era evidente la sua inidoneità all’ambiente termico del vano motore.
L’AAIB ha inoltre osservato che l’estensione dell’airbrake ventrale può aver creato una zona di bassa pressione sotto la cappottatura, richiamando aria calda proveniente dall’area superiore del motore e portando il componente oltre la propria Tg, favorendone il cedimento.
La falla nella modifica: componente non dichiarato
La LAA tratta modifiche come quella del sistema di iniezione carburante di G-BYLZ come prototipali. Il processo richiede la presentazione di una MOD 2 (proposta di modifica) e, successivamente, di una MOD 3 con dettagli e lista completa delle parti.
Nel caso del Cozy Mk IV G-BYLZ, la lista parti presentata non menzionava il gomito di aspirazione stampato in 3D. Di conseguenza, la LAA Engineering non era a conoscenza della sua presenza e non ha potuto valutarne l’idoneità al volo.
Le due azioni di sicurezza annunciate dalla Light Aircraft Association
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Pubblicazione di un LAA Alert dedicato alle parti stampate in 3D
L’Alert fornirà indicazioni agli ispettori su requisiti, documentazione, tracciabilità e condizioni critiche di impiego delle parti stampate, in particolare nelle zone soggette a temperature elevate. -
Inserimento del riferimento all’Alert nelle Engine TADS
L’Alert sarà richiamato nelle Engine Type Acceptance Data Sheets di tutti i motori gestiti dalla LAA, rendendo il controllo sulle parti stampate in 3D un passaggio sistematico durante i rinnovi del Permit to Fly.
Stampa 3D in aviazione: certificazione e limiti
L’incidente si inserisce in un momento in cui la stampa 3D è impiegata in applicazioni aeronautiche avanzate, ma esclusivamente all’interno di processi rigorosi e controllati. Le agenzie di certificazione richiedono che ogni componente, anche se prodotto additivamente, rispetti requisiti severi di resistenza, durabilità e comportamento al fuoco.
Nel settore dei motori, aziende come GE Aerospace hanno integrato numerose parti stampate in 3D in turboprop di nuova generazione grazie a estesi programmi di qualifica. Tuttavia, nel mondo dell’aviazione leggera e sperimentale, molte parti stampate vengono realizzate senza strutture di test equivalenti.
Il caso G-BYLZ evidenzia la differenza tra utilizzo hobbistico e applicazioni aeronautiche critiche, soprattutto in aree come il sistema di aspirazione motore.
Le lezioni per progettisti e proprietari di aerei amatoriali
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Verificare sempre le proprietà reali dei materiali: le specifiche dichiarate potrebbero non corrispondere al materiale effettivamente utilizzato.
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Non considerare equivalenti le parti stampate in 3D a quelle composite o metalliche: la risposta termomeccanica può essere molto diversa.
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Documentare ogni componente critico: omissioni nelle liste parti impediscono la valutazione di sicurezza.
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Usare prudenza nelle zone ad alta temperatura: la stampa 3D è adatta a parti non critiche, mentre richiede grande cautela per elementi funzionali in ambienti severi.
Per capire
L’incidente al Cozy Mk IV G-BYLZ mostra come una combinazione di materiale inappropriato, processo di modifica incompleto e assenza di valutazione formale possa portare alla perdita di potenza in volo. Le azioni intraprese dalla LAA puntano a ridurre la probabilità di casi simili nella flotta amatoriale sotto la sua supervisione. Il caso rappresenta un importante richiamo alla disciplina progettuale necessaria quando la stampa 3D entra in contatto con la sicurezza del volo.
