Honeywell Guida un Consorzio per Esplorare l’Integrazione tra AI e Manifattura Additiva nel Settore Aerospaziale

Il Progetto STRATA: Una Nuova Frontiera per l’Aerospazio Britannico

Honeywell ha assunto la leadership di un consorzio internazionale che ha ricevuto un finanziamento di 14,1 milioni di sterline dal governo britannico per sviluppare un progetto di ricerca che combina intelligenza artificiale e manifattura additiva nella produzione di componenti aerospaziali critici. Il Progetto STRATA rappresenta un’iniziativa strategica per consolidare la posizione del Regno Unito come leader mondiale nell’innovazione aerospaziale.

Il consorzio include partner specializzati di alto livello: 3T Additive Manufacturing, BeyondMath, Qdot Technology e il prestigioso Oxford Thermofluids Institute. Il finanziamento proviene dall’ATI Programme (Aerospace Technology Institute), l’organismo che coordina gli investimenti in ricerca e sviluppo aerospaziale nel Regno Unito.

Obiettivi Strategici e Innovazione Tecnologica

Il Progetto STRATA si concentra sulla sviluppo di cinque componenti innovativi all’interno dei Sistemi di Controllo Ambientale (ECS) e dei Sistemi di Controllo della Pressione della Cabina (CPCS) degli aeromobili. Questi sistemi sono fondamentali per gestire l’ambiente della cabina e garantire la sicurezza e il comfort dei passeggeri durante il volo.

Gli obiettivi principali del progetto includono:

• Miglioramento dell’efficienza degli aeromobili attraverso tecnologie che riducono il consumo di carburante e le emissioni
• Accelerazione della manifattura additiva con riduzione dei tempi di produzione e degli sprechi di materiale
• Modellazione e simulazione guidate dall’AI per accelerare i cicli di innovazione
• Sviluppo della supply chain britannica nella manifattura additiva

Le Competenze del Consorzio: Un Ecosistema di Eccellenza

Ogni membro del consorzio apporta competenze specialistiche complementari che rendono il progetto unico nel panorama della ricerca aerospaziale europea:

3T Additive Manufacturing contribuisce con la sua esperienza nella produzione in serie con tecnologie AM metalliche. L’azienda, con sede a Newbury, è specializzata nella produzione di componenti in titanio e leghe di nichel utilizzando tecnologie LPBF (Laser Powder Bed Fusion) e Electron Beam Melting (EBM).

BeyondMath si occuperà delle simulazioni fisiche avanzate, utilizzando modelli computazionali per ottimizzare i parametri di processo e predire le proprietà meccaniche dei componenti stampati. L’azienda ha sviluppato algoritmi di machine learning specifici per la simulazione di processi termici complessi.

Qdot Technology apporta la sua competenza nelle soluzioni di gestione termica, essenziali per i sistemi ECS e CPCS che devono operare in condizioni ambientali estreme. L’azienda ha brevettato sistemi di scambio termico con efficienza superiore del 35% rispetto alle soluzioni tradizionali.

L’Oxford Thermofluids Institute dell’Università di Oxford fornisce know-how accademico avanzato nel trasferimento di calore, con particolare focus sui fenomeni di convezione e conduzione in geometrie complesse ottenibili solo attraverso manifattura additiva.

Tecnologie AI e Simulazione Avanzata

L’integrazione dell’intelligenza artificiale nel processo di progettazione rappresenta uno degli aspetti più innovativi del Progetto STRATA. Il consorzio svilupperà algoritmi di machine learning e deep learning per ottimizzare automaticamente:

• Parametri di processo: temperatura, velocità di scansione, potenza laser
• Topologia delle strutture: utilizzando algoritmi di ottimizzazione topologica
• Previsione dei difetti: attraverso analisi predittiva in tempo reale
• Controllo qualità automatizzato: tramite visione artificiale e analisi delle immagini

Le tecnologie AI implementeranno reti neurali convoluzionali (CNN) per l’analisi delle microstrutture e algoritmi genetici per l’ottimizzazione multi-obiettivo. Questa approccio è simile a quello sviluppato da Siemens con la sua piattaforma NX AM, che utilizza AI per ottimizzare i supporti di stampa e ridurre i post-processing.

Impatto Ambientale e Sostenibilità

Il Progetto STRATA pone particolare enfasi sulla riduzione dell’impatto ambientale attraverso l’implementazione di analisi del ciclo di vita del carbonio (LCA). Questa metodologia valuterà l’impatto ambientale totale dei prodotti durante tutto il loro ciclo di vita, dalla produzione al fine vita.

L’approccio sostenibile include:

• Riduzione delle emissioni Scope 3: attraverso ottimizzazione della supply chain
• Minimizzazione degli sprechi: con utilizzo della polvere metallica superiore al 95%
• Efficienza energetica: riduzione del consumo energetico del 40% rispetto ai processi tradizionali
• Materiali sostenibili: sviluppo di leghe riciclabili al 100%

Questo allineamento con gli obiettivi di sostenibilità è coerente con l’impegno dell’industria aerospaziale per raggiungere la neutralità carbonica entro il 2050, come stabilito dall’IATA (International Air Transport Association).

Contesto Industriale e Competizione Globale

Il Progetto STRATA si inserisce in un contesto di crescente competizione globale nell’innovazione aerospaziale. Aziende come Boeing, Airbus e General Electric stanno investendo massicciamente in tecnologie di manifattura additiva per componenti aeronautici.

Airbus ha recentemente annunciato l’installazione di oltre 1.000 componenti stampati in 3D sulla famiglia A350, utilizzando principalmente titanio e leghe di alluminio. GE Aviation produce già commercialmente pale di turbina in Inconel 738LC utilizzando tecnologia Direct Metal Laser Melting (DMLM).

Il mercato globale della manifattura additiva aerospaziale è previsto raggiungere 5,2 miliardi di dollari entro il 2028, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 19,2%. Il Regno Unito, attraverso iniziative come STRATA, punta a mantenere una quota significativa di questo mercato in espansione.

Sede Operativa e Impatto Regionale

Il Progetto STRATA sarà coordinato dalla sede Honeywell di Yeovil, nel Somerset, che rappresenta uno dei centri di eccellenza dell’azienda per lo sviluppo di sistemi aerospaziali. La scelta di questa ubicazione rafforza l’impegno di Honeywell verso l’ecosistema industriale britannico e contribuisce allo sviluppo di competenze locali.

La struttura di Yeovil ospita oltre 2.500 ingegneri specializzati in sistemi di controllo ambientale e gestione termica per aeromobili civili e militari. L’investimento nel Progetto STRATA creerà circa 150 nuovi posti di lavoro altamente qualificati nel settore R&D, contribuendo alla crescita dell’economia locale.

Sarah Jones, Ministro di Stato per l’Industria, ha sottolineato come questo progetto rappresenti “un eccellente esempio di come governo e industria possano collaborare per mantenere il Regno Unito all’avanguardia nell’innovazione del settore aerospaziale di classe mondiale”.

Sfide Tecniche e Soluzioni Innovative

Il Progetto STRATA dovrà affrontare diverse sfide tecniche specifiche dei componenti ECS e CPCS:

Resistenza alle alte temperature: i componenti devono operare a temperature fino a 650°C mantenendo proprietà meccaniche stabili. Il consorzio svilupperà nuove leghe Inconel 625 ottimizzate per stampa 3D con trattamenti termici post-processo specifici.

Geometrie complesse: i sistemi di scambio termico richiedono canali interni con diametri inferiori a 0,5 millimetri. Saranno implementate tecnologie μ-SLM (Micro Selective Laser Melting) con risoluzione submillimetrica.

Certificazione aeronautica: tutti i componenti devono rispettare standard rigorosi come AS9100 e EASA Part 21. Il progetto svilupperà protocolli di qualifica specifici per componenti stampati in 3D, inclusi test di fatica, corrosione e impatto.

Prospettive Future e Scaling Industriale

Il completamento del Progetto STRATA, previsto per il 2027, aprirà la strada alla commercializzazione su larga scala di componenti aerospaziali stampati in 3D integrati con AI. Le tecnologie sviluppate potranno essere applicate ad altri settori critici come automotive, energia e dispositivi medicali.

L’obiettivo a lungo termine è stabilire il Regno Unito come hub europeo per la manifattura additiva intelligente, attraendo investimenti internazionali e talenti nel settore. Si prevede che le tecnologie STRATA possano ridurre i tempi di sviluppo del 50% e i costi di produzione del 30% per componenti aerospaziali complessi.