Abilitare progressi nella componentistica aeronautica di nuova generazione
Nel contesto odierno in cui il settore della produzione aeronautica continua ad espandersi per soddisfare la domanda globale, gli operatori sono sempre più preoccupati di conseguire l’efficienza dei costi e di garantire la sicurezza. Di conseguenza, si è registrato un rapido aumento nell’impiego di materiali compositi avanzati, come i polimeri termoplastici, grazie alle loro proprietà per quanto concerne leggerezza, resistenza e durata. L’utilizzo di nuovi materiali avanzati ha tuttavia reso più impegnativa la progettazione e la produzione di alcuni componenti e strutture dei velivoli. Il progetto DOMMINIO, finanziato dall’UE, si è prefisso di risolvere questo problema applicando nuovi metodi per la fabbricazione di parti di cellula multifunzionali e intelligenti, caratterizzate da un’elevata qualità. I componenti intelligenti degli aeromobili, costruiti mediante nuovi materiali compositi, forniscono dati sulla salute strutturale che consentono di adottare approcci mirati alla manutenzione e alla riparazione.
Tecnologie robotiche e strumenti di simulazione avanzati
DOMMINIO si è proposto di raggiungere i suoi obiettivi attraverso una combinazione di tecnologie robotiche di produzione additiva, strumenti di simulazione avanzati, tecniche di monitoraggio della qualità in linea e un metodo di rilevamento dei guasti basato su dati in tempo reale, facendo inoltre ricorso agli ultimi sviluppi nel campo dei materiali termoplastici avanzati e a nuove tecnologie di riscaldamento laser. «Il progetto ha riunito 13 partner di 8 diversi paesi, che si sono occupati dei processi, delle soluzioni materiali e delle tecnologie che dovevano essere sviluppate nel suo ambito», spiega Pablo Romero-Rodriguez, membro di DOMMINIO e responsabile della ricerca presso AIMEN, in Spagna. «Ci siamo inoltre serviti di partner provenienti da università, istituti di ricerca e imprese al fine di assicurare l’applicabilità dei nostri risultati.» L’Agenzia europea per la sicurezza aerea (AESA) è stata coinvolta in qualità di terza parte nel progetto con l’obiettivo di contribuire a garantire la conformità alle normative pertinenti. «È molto impegnativo applicare la produzione additiva e i nuovi materiali alle applicazioni aerospaziali», osserva Romero-Rodriguez. «Volevamo che questo progetto si configurasse come un trampolino di lancio per consolidare queste tecnologie e immetterle sul mercato.»
Innovazioni nella produzione intelligente di componenti della cellula
Questo approccio cooperativo ha portato allo sviluppo di nuove innovazioni nella produzione intelligente di componenti della cellula, tra cui metodi per la realizzazione di filamenti e nastri compositi ad alte prestazioni rinforzati con fibre di carbonio continue. Sono stati inoltre sviluppati altri metodi di lavorazione innovativi per la produzione di fibre dotate di elevata conducibilità elettrica e proprietà piezoresistive, che possono essere impiegati dai progettisti di aeromobili al fine di introdurre caratteristiche funzionali come il rilevamento e lo sghiacciamento. Il team del progetto ha anche realizzato un sistema di riscaldamento assistito da scansione laser controllabile online allo scopo di garantire il profilo di temperatura superficiale richiesto dal componente specifico e ha concepito un metodo avanzato a ultrasuoni senza contatto per il monitoraggio della qualità, oltre a strumenti per la manutenzione preventiva e predittiva.
Prodotti su misura dotati di funzionalità integrate
Queste innovazioni produttive sono state successivamente combinate con la produzione additiva e nuovi materiali e quindi sperimentate per produrre componenti prototipo. Uno dei risultati principali forniti dal progetto è che la produzione additiva di compositi ad alte prestazioni può essere migliorata attraverso l’utilizzo del laser: DOMMINIO ha dimostrato come questa soluzione sia in grado di incrementare l’adesione dello strato e le proprietà meccaniche. Il progetto ha inoltre messo in luce il modo in cui i compositi di nuova generazione possono migliorare la progettazione e le prestazioni. «Abbiamo dimostrato l’importanza della digitalizzazione nella catena del valore dei materiali compositi alla luce dell’obiettivo di garantire l’efficienza», aggiunge Romero-Rodriguez. «Questo settore è caratterizzato da un basso livello di digitalizzazione; DOMMINIO ha contribuito in certa misura a risolvere questo problema, fornendo dati preziosi sui benefici che ne derivano.» In collaborazione con l’AESA, i risultati del progetto contribuiranno inoltre a definire nuovi standard applicabili a nuovi materiali, metodologie e configurazioni di produzione, per i quali sono in corso discussioni all’interno della rete del progetto e con vari organismi internazionali. «Siamo stati in grado di dimostrare un nuovo modo dirompente di fabbricare prodotti altamente personalizzati dotati di funzionalità incorporate», afferma Romero-Rodriguez, che conclude: «Ci auguriamo che ciò aprirà la strada a una produzione efficiente dal punto di vista delle risorse di componenti compositi di prossima generazione, in grado di offrire nuove funzionalità.»
Parole chiave
DOMMINIO, aeromobile, cellula, aerospaziale, termoplastico, polimeri, robotico
