Rafforzare il controllo sulle prestazioni e sulla sicurezza dei componenti plastici stampati in 3D e ridurre i tempi per la commercializzazione dei prodotti dedicati al mondo aerospaziale. Questo l’obiettivo della collaborazione fra la divisione Manufacturing Intelligence di Hexagon e Stratasys, che si sono poste l’obiettivo di accorciare i tempi di sviluppo e collaudo dei pezzi, facendoli passare dagli attuali 2/3 anni a soli 6/9 mesi.
Grazie alla nuova partnership, gli utilizzatori del filamento Ultem 9085 di Stratasys possono ora utilizzare il software di modellazione dei materiali Digimat di Hexagon per prevedere le prestazioni dei pezzi stampati. Il filamento Ultem 9085 è utilizzato per produrre componenti per gli interni delle cabine degli aerei, come supporti, pezzi per il passaggio dei cavi, coperture e componenti di condotti, che devono soddisfare rigorose norme tecniche, ad esempio in materia di infiammabilità e tossicità. Airbus utilizza la tecnologia Fdm in queste applicazioni già dal 2014. Alcuni clienti impiegano questo materiale anche nel rivestimento degli interni dei velivoli, come la Diehl Aviation, che lo ha utilizzato per realizzare le tendine che separano le classi nell’Airbus A350.
In aviazione è di fondamentale importanza che il materiale soddisfi gli standard di certificazione. La resina Ultem 9085 è una termoplastica ritardante di fiamma ad elevate prestazioni con un alto rapporto forza-peso, un’eccellente resistenza al calore e un’elevata forza d’impatto, oltre a possedere caratteristiche ottimali di fiamma, fumo e tossicità. Il software di modellazione del materiale fornisce ai tecnici uno strumento collaudato per analizzare come questo materiale si comporterà dal punto di vista meccanico nella progettazione di un prodotto, quando viene stampato con due stampanti compatibili.
Utilizzando Digimat, i tecnici saranno in grado di prevedere come si comporteranno i pezzi realizzati con il filamento ULtem 9085 quando saranno prodotti con le collaudate stampanti Stratasys. Ciò è reso possibile da un modello virtuale del materiale altamente accurato sviluppato da entrambe le aziende attraverso test fisici che includono informazioni dettagliate sulla microstruttura interna del materiale stesso. Le funzioni di simulazione del processo del software consentono alle aziende di evitare difetti come la deformazione di un pezzo, di analizzare il tempo di stampa e il costo del materiale per i percorsi utensile delle stampanti proprietarie per ottenere un risultato ottimale.
Fra i vantaggi di queste soluzioni:
Maggiore fiducia: gli aerei devono soddisfare normative rigorose e le aziende devono convincere e dimostrare ai supervisori come si comporterà un componente. Mentre prima ciò richiedeva anni di prove, ora, grazie a Digimat, i tecnici hanno a disposizione uno strumento analitico collaudato che possono utilizzare per prevedere con sicurezza il comportamento di un pezzo.
Maggiore velocità di commercializzazione: migliorando la conoscenza delle prestazioni dei materiali e dimezzando il numero di iterazioni dei prototipi fisici, si possono ridurre notevolmente i tempi dello sviluppo e dell’introduzione di nuovi pezzi, e quindi degli aerei, con conseguente accelerazione dell’innovazione.
Migliore comprensione: fino ad ora, i tecnici non sono stati in grado di capire come le proprietà dei materiali si possano utilizzare passo dopo passo, strato dopo strato su una parte geometrica complessa. Ciò ha portato a processi di verifica lunghi e costosi, utilizzando serie di dati basati su test distruttivi di campioni di materiale piuttosto che su geometrie di pezzi reali, il che significa che i test non garantiscono mai la piena affidabilità delle prestazioni del materiale.
Ma da quando possono esaminare più iterazioni di un pezzo in un tempo più breve, i tecnici possono ottenere una maggiore comprensione di ciò che funzionerà meglio sul mercato.
Design sostenibile: i tecnici possono assicurare che un pezzo può essere stampato in 3D e fare un uso ottimale dei materiali per rendere più leggeri gli aerei o i veicoli spaziali.
«Il settore aerospaziale si spinge sempre oltre i limiti sia nelle prestazioni che nell’innovazione, ma l’attuale fiducia nelle performance dei pezzi fabbricati in modo additivo ne sta per lo più limitando l’applicazione a componenti metallici altamente specializzati», ha dichiarato Guillaume Boisot, direttore di Icme, la divisione Manufacturing Intelligence di Hexagon. «Siamo felici che questo nuovo sviluppo della nostra collaborazione con Stratasys contribuirà a ridurre il tempo dedicato alle fasi di progettazione e di test, a migliorare la comprensione del comportamento della plastica e ad accelerare l’innovazione in tutto il settore».
«La duplice necessità di rendere i pezzi complessi più leggeri e di produrre bassi volumi risparmiando, ha fatto sì che il settore aerospaziale abbia spinto la stampa 3D verso la produzione e ad anticipare l’utilizzo di questa tecnologia», spiega Scott Sevcik, vicepresidente della divisione Aerospace Business di Stratasys. «Ma ciò significa anche che è il primo settore a individuare diverse sfide, una delle quali è la necessità di un set di strumenti digitali per creare fiducia nei pezzi stampati in 3D. La nostra collaborazione con Hexagon è un grande passo avanti nella soluzione di questo problema, poiché garantisce ai tecnici la stessa capacità di progettazione avanzata per la stampa 3D che hanno per i processi tradizionali».
