Contesto | Radome Ring in Additive
MBDA sceglie la Sòphia High Tech per le innovative attività di additive manufacturing sul materiale INVAR
L’Additive Manufacturing può rispondere alle esigenze del settore Aerospace & Defense, consentendo di produrre componenti sempre più leggeri, con qualità meccaniche superiori e impiegando materiali sempre più efficienti; con importanti contributi anche alla salvaguardia dell’ambiente e alla sostenibilità dell’industria aerospaziale.
Infatti, la riduzione del peso delle parti aerospaziali, si traduce in minori emissioni di CO2 nell’atmosfera durante il volo, riducendone i relativi costi associati. Non solo il peso, ma anche le caratteristiche meccaniche, le prestazioni dei materiali e soprattutto l’affidabilità dei componenti sono di vitale importanza nell’industria aerospaziale. Superleghe metalliche consentono di realizzare parti con caratteristiche meccaniche/termiche eccezionali, più efficienti e affidabili. Inoltre, garantiscono, ottimizzando le geometrie delle parti in modo adeguato, un eccezionale trade-off costo/qualità.
MBDA ha scelto di intraprendere, con la Sòphia High Tech, un percorso sulla validazione e qualifica di processo Additive Manufacturing applicato a componenti meccanici realizzati in materiale INVAR: una lega metallica, composta principalmente da Ferro e Nichel, caratterizzata da un bassissimo coefficiente di dilatazione termica (CTE). Questa proprietà la rende ideale per applicazioni che richiedono stabilità dimensionale in presenza di variazioni di temperatura.
Il processo di stampa 3D metallica, scelto come tecnologica abilitante, dalla MBDA e dalla SOPHIA, è la SLM [Selective Laser Melting] il quale, afferente al dominio delle LBPF [Laser Powder Bed Fusion], utilizza laser ad alta potenza per fondere e solidificare polvere metallica strato per strato (processo layer by layer). Il laser segue il modello 3D, riscaldando e fondendo la polvere metallica in modo da formare un componente monolitico.
La MBDA affida alla Sòphia lo svolgimento delle attività di set-up, sviluppo, qualifica e realizzazione dell’Anello Radome mediante processo Additive Manufacturing.
Obiettivi | Radome Ring in Additive
MBDA è un gruppo multinazionale europeo, leader mondiale nel campo dei sistemi d’arma complessi, impiegante 18.000 dipendenti. MBDA rappresenta il principale costruttore di missili e tecnologie per la difesa per i settori dell’aeronautica, della marina militare e delle forze armate terrestri. La sede principale dell’Azienda è sita nel comune di Le Plessis-Robinson (francia), mentre le sedi di MBDA Italia e MBDA U.K. sono rispettivamente a Roma/Napoli e Stevenage. MBDA è controllata con uguali regole di Corporate Governance da Airbus Group (37,5%), BAE Systems (37,5%) e Leonardo (25%).
Sòphia High Tech, certificata secondo lo Standard di Qualità Aerospace AS/EN9100, è focalizzata nella progettazione e produzione di parti ed assiemi meccanici per il settore aerospaziale e della difesa.
Il reparto di produzione utilizza i processi tecnologici più all’avanguardia come il Metal Additive Manufacturing (stampa 3D) ed il CNC Machining (fresatura/tornitura) per realizzare componenti complessi, sia in forma che geometria, installati su vettori spaziali. Il valore aggiunto, in Sòphia, è proprio l’integrazione, e quindi la competenza, di ambo i processi per ottenere parti finite.
La MBDA affida alla Sòphia lo svolgimento delle attività di set-up, sviluppo, qualifica e realizzazione dell’Anello Radome mediante processo Additive Manufacturing.
L’Anello è stato prodotto dalla Sòphia High Tech mediante tecnologia Selective Laser Melting (tecnologia L-PBF) ed è costituito in lega di INVAR. Il componente aerospaziale, installato su missili, gode di notevoli complessità geometriche e dimensionali ed è stato sempre realizzato mediante lavorazione CNC Machining, a partire da un casting realizzato ad HOC. Pertanto, l’attività svolta, in sinergica partnership tra le aziende, ha riguardato la scelta e lo sviluppo dei parametri del processo della lega INVAR36 in tecnologia SLM ed il dimensionamento del trattamento termico (ad hoc per INVAR36), per garantire le caratteristiche tensili e termiche del materiale stampato 3D (as built).
Sono state svolte tutte le attività di test e qualifica necessarie per la validazione sia del processo che del nuovo materiale realizzato in Additive Manufacturing. Le caratteristiche sono anche migliorative rispetto al proceso di casting. Per il raggiungimento delle tolleranze meccaniche, sono stati inoltre qualificati i parametri di asportazione truciolo (diversi da quelli per il materiale INVAR lavorato tramite fusione), portando alla qualifica di nuovi utensili per il machining del componente stampato in 3D.
Vantaggi | Radome Ring in Additive
Introducendo questo processo (ALM + CNC), MBDA ottiene notevoli vantaggi, tra cui:
- Riduzione degli scarti (essendo un processo più controllato ed ottimizzato sin dalla realizzazione del materiale stampato 3D)
- Riduzione dei tempi di produzione (avendo sviluppato un componente in 3D printing near-net-shape, si garantisce un tempo di machining meno impattante)
- Riduzione dei costi (oltre che della filiera di processo)
- Riduzione dell’impatto ambientale (lavorando con processi di produzione non energivori e qualificando altresì il processo di riutilizzo delle polveri post-stampa)
Su tale attività innovativa le Aziende hanno conseguito l’ambito premio 1Star Innovation Award, promosso dalla MBDA per la valutazione di tutti i progetti di innovazione.
Per garantire tale approccio (unico nel settore), la Sòphia High Tech ha effettuato (ed effettua continuamente) notevoli investimenti per garantire un prodotto “chiavi in mano”, dal concept design al manufacturing, integrando il delicato processo di testing e qualifica di parti aerospaziali in accordo alla normativa di riferimento. Il reparto di produzione di Sòphia utilizza infatti, da oltre 12 anni, i processi tecnologici più all’avanguardia (ALM e CNC machining) per produrre componenti aerospaziali in lega metallica, sia afferenti al dominio strutturale che propulsivo.
