Eligio Re Fraschini explorează viitorul sculelor și dispozitivelor aerospațiale prin fabricație aditivă metalică robotică

În industria aerospațială, sculele și dispozitivele de producție trebuie să îmbine precizia, rezistența și eficiența, respectând în același timp cerințe extrem de stricte. Pentru a evalua potențialul fabricației aditive metalice în aplicațiile viitoare din domeniul aerospațial, Eligio Re Fraschini și Caracol au dezvoltat un proiect pilot comun, cofinanțat de ambele companii. Obiectivul a fost testarea și validarea platformei Vipra AM de la Caracol pe o componentă destinată unui dispozitiv de fabricație pentru lonjeroane (spar tool), analizând capacitatea acesteia de a reduce timpul de lansare în producție și costurile de fabricație, având totodată în vedere scalabilitatea către componente de dimensiuni mult mai mari.

Testarea tehnologiei: un proiect pilot pentru viitorul sculelor și dispozitivelor aerospațiale

Eligio Re Fraschini activează într-un mediu industrial extrem de exigent, unde componentele utilizate în sculele și dispozitivele de producție trebuie să ofere atât integritate structurală, cât și o precizie dimensională ridicată. Acest proiect s-a concentrat asupra fabricării unui dispozitiv pentru lonjeroane de dimensiuni reduse, utilizat în procesele de laminare a fibrei de carbon, caracterizat prin geometrii complexe și toleranțe stricte.

 

Componenta a fost realizată ca un test controlat de validare, conceput pentru a evalua performanțele tehnologiei în condiții reale de utilizare și pentru a crea baza unor viitoare programe de fabricație. În același timp, proiectul a demonstrat că aceeași abordare poate fi extinsă cu succes către componente de dimensiuni considerabil mai mari.

 

În mod tradițional, astfel de componente sunt fabricate prin prelucrare mecanică din material masiv sau prin turnare, procese care necesită scule dedicate, implică timpi mari de execuție și un consum ridicat de material. Scopul principal al proiectului a fost demonstrarea faptului că fabricația aditivă metalică robotică poate oferi avantaje măsurabile în ceea ce privește eficiența, costurile și scalabilitatea, chiar și în cazul componentelor cu geometrii complexe și cerințe tehnice ridicate.

De la limitări la oportunitate: cum răspunde tehnologia WAAM provocărilor din industria aerospațială

Metodele convenționale de fabricație prezintă limitări bine cunoscute în producția de scule și dispozitive aerospațiale: dependența ridicată de scule dedicate, cicluri lungi de dezvoltare, pierderi semnificative de material generate de procesele de prelucrare prin așchiere și flexibilitate redusă atunci când sunt necesare modificări de proiectare.

Acest proiect a fost conceput pentru a evalua dacă fabricația aditivă metalică robotică poate reprezenta o alternativă viabilă, capabilă să reducă timpul de lansare în producție și costurile totale, menținând în același timp standardele de calitate impuse de industria aerospațială.

 

Colaborarea a valorificat platforma Vipra AM dezvoltată de Caracol pentru a demonstra o soluție capabilă să depășească limitările metodelor tradiționale de fabricație. Procesul bazat pe tehnologia DED (Directed Energy Deposition) a permis producerea directă a unor componente near-net-shape, foarte apropiate de geometria finală, eliminând necesitatea unor scule complexe și simplificând semnificativ fluxul de fabricație.

 

Rata ridicată de depunere a materialului a contribuit la reducerea timpului de producție, menținând în același timp un control precis asupra geometriei piesei și asupra aportului termic din timpul procesului.

Specificațiile imprimării

  • Sistem: Vipra XP (tehnologie WAAM bazată pe procesul CMT)
  • Material: oțel inoxidabil 316L
  • Rată de depunere: 3,7 kg/oră
  • Dimensiunea piesei: 1000 × 550 × 85 mm
  • Greutatea piesei: 110 kg
  • Timp de imprimare: 30 de ore
  • Post-procesare: prelucrare CNC

Rezultatele proiectului pilot: validarea eficienței, reducerii masei și potențialului de scalare

Rezultatele au confirmat potențialul real al fabricației aditive metalice robotizate pentru producția de scule și dispozitive destinate industriei aerospațiale. Abordarea near-net-shape a redus semnificativ pierderile de material și a îmbunătățit eficiența utilizării resurselor, eliminând necesitatea sculelor tradiționale și valorificând rata ridicată de depunere pentru a scurta considerabil timpul de fabricație.

 

Unul dintre cele mai importante rezultate a fost reducerea cu 50% a greutății dispozitivului comparativ cu o piesă echivalentă fabricată prin metode convenționale. Acest lucru demonstrează că fabricația aditivă poate optimiza nu doar procesul de producție, ci și performanța produsului final.

 

Proiectul oferă o bază solidă, atât din punct de vedere tehnic, cât și economic, pentru implementări viitoare, demonstrând că aceeași metodă de fabricație poate fi integrată cu succes în programe de producție la scară industrială.

Pentru mai multe informații: