Rivoluzione nell'aviazione: verso un futuro rispettoso dell'ambiente con la stampa 3D!

Rivoluzione nell'aviazione: verso un futuro rispettoso dell'ambiente con la stampa 3D!

Il 4 luglio 2025 si è svolto un importante incontro sullo stato dei partecipanti al progetto nell’ambito del programma di ricerca aeronautica LuFo intitolato “FAST”. Il progetto è di Ministero federale per gli affari economici e la protezione del clima e ha l’ambizioso obiettivo di stabilire nuovi standard per un’aviazione rispettosa dell’ambiente. L’attenzione è rivolta allo sviluppo di processi di produzione rapidi e collegati in rete digitale per sistemi di propulsione ibridi-elettrici.

Il consorzio è guidato da Rolls-Royce Germany, che coordina la collaborazione con diversi partner industriali e di ricerca. Un elemento eccezionale del progetto è la ricerca presso l'Hybrid Manufacturing Department (FHF) della BTU Cottbus-Senftenberg, dove viene studiata la produzione accelerata di componenti in titanio (Ti-6Al-4V) utilizzando Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). Il ciclo di sviluppo dovrebbe essere significativamente ridotto senza compromettere la qualità e la sicurezza operativa.

Innovazioni attraverso la produzione additiva

Le sfide che l’industria aeronautica deve affrontare richiedono approcci innovativi. IL Produzione a strati additivi (ALM) gioca un ruolo centrale sciogliendo le polveri in strati. Questa tecnologia consente il massimo utilizzo del materiale riducendo al minimo gli sprechi. Rispetto ai metodi tradizionali come la fusione, ALM permette di realizzare direttamente la struttura desiderata, ottimizzando la progettazione dei componenti.

Un esempio notevole è il motore Trent XWB-97, che include i componenti del motore più grandi mai stampati in 3D. Questi sono stati testati con successo in un volo di prova e sottolineano la versatilità della produzione additiva nel settore aeronautico.

Il progetto FAST compie notevoli progressi anche nel campo dell’ottimizzazione dei processi. Il processo L-PBF è stato accelerato del 270%, con conseguente riduzione significativa dell'energia richiesta per la lavorazione del materiale. La convalida delle proprietà meccaniche e della qualità della superficie per l'approvazione aeronautica ha la massima priorità.

Progettazione ecologica dell'aviazione

Un altro elemento fondamentale per il futuro dell’aviazione è questo progettazione verde, che è guidato da rigorosi obiettivi politici di protezione del clima. La costruzione leggera e l'uso di nuovi materiali ad alte prestazioni giocano un ruolo cruciale in questo caso. Il processo LPBF in particolare consente la produzione di componenti complessi, ad alta resistenza e leggeri per l'aviazione ed è al centro dell'iniziativa di ricerca TIRIKA del Fraunhofer ILT, finanziata dal Ministero federale per l'economia e la protezione del clima.

L’utilizzo dell’idrogeno come fonte energetica priva di emissioni viene perseguito intensamente. Utilizzando polveri speciali in collaborazione con produttori di materiali, è possibile creare nuove geometrie complesse e strutture funzionali che non possono essere implementate utilizzando processi convenzionali. La precisa tecnologia dei sensori rileva artefatti fino a 0,4 millimetri nel letto di polvere, riducendo i tempi dei test a valle e aumentando l'efficienza della produzione.

Il progetto ha una durata totale di quattro anni e durerà fino all'agosto 2026. Durante questo periodo, i risultati principali devono essere dimostrati e approfonditi utilizzando prototipi funzionali realistici. Felix Jensch, ricercatore presso FHF, è stato insignito del PhD Sustainability Bursary Award 2025 per i suoi notevoli contributi al progetto FAST, presentato il 14 maggio 2025 a Derby, nel Regno Unito.

Il premio evidenzia gli sviluppi innovativi nel campo dell'ingegneria a vantaggio dell'ambiente. Il progetto FAST dimostra che l'industria aeronautica è sulla buona strada per implementare con successo soluzioni più rispettose dell'ambiente attraverso moderne tecnologie di produzione.