Verso un'industria aeronautica più snella ed ecosostenibile.
La pandemia del Covid-19 ha colpito duramente l'industria aeronautica. Un minuto la domanda di trasporto aereo era così elevata che i produttori di aeromobili non potevano realizzare e consegnare aerei abbastanza velocemente; il secondo, le compagnie aeree, i produttori di aeromobili e i fornitori hanno visto crollare il business da un giorno all’altro, quando il mondo è entrato in una fase di blocco. Quasi due anni dopo, il settore sta ancora provando a riprendersi e non è garantito che raggiungerà i livelli precedenti. L'industria dell'aviazione deve inoltre affrontare un'altra sfida che ha un'influenza ancora maggiore sul suo futuro: la sostenibilità.Motori più efficienti; nuovi materiali più leggeri ma più resistenti: la transizione dell'industria aeronautica verso la sostenibilità testerà appieno le capacità dei produttori di aeromobili. Rachid M'Saoubi, R&D Expert per Cutting Technology nel Material and Technology Development Department di Seco Tools.
La pandemia del Covid-19 ha colpito duramente l'industria aeronautica. Un minuto la domanda di trasporto aereo era così elevata che i produttori di aeromobili non potevano realizzare e consegnare aerei abbastanza velocemente; il secondo, le compagnie aeree, i produttori di aeromobili e i fornitori hanno visto crollare il business da un giorno all’altro, quando il mondo è entrato in una fase di blocco. Quasi due anni dopo, il settore sta ancora provando a riprendersi e non è garantito che raggiungerà i livelli precedenti.
L'industria dell'aviazione deve inoltre affrontare un'altra sfida che ha un'influenza ancora maggiore sul suo futuro: la sostenibilità. In linea con gli impegni globali per la lotta contro il cambiamento climatico, l'industria aeronautica si è impegnata a diventare a emissioni zero entro il 2050. Come trasformiamo gli aeroplani in una forma di trasporto sostenibile e senza emissioni?
Nei prossimi anni, i nuovi aeromobili avranno motori più efficienti composti da componenti più avanzati, realizzati con materiali più leggeri ma più resistenti per consentire una combustione e un flusso d'aria migliori. Le strutture della fusoliera saranno realizzate in materiali compositi e metallici ancora più leggeri, come ad esempio una nuova generazione di leghe alluminio-litio. Oggi, i componenti del carrello di atterraggio contengono sempre più leghe di titanio più forti, come ti-5553 o ti-10-2-3.
Tutti questi sviluppi metteranno alla prova le capacità dei produttori e dei loro fornitori perché dovranno adattarsi a lavorare con materiali diversi, più tenaci e più difficili da lavorare. Dovranno anche garantire che siano quanto più produttivi e redditizi possibile dopo la perdita di business a causa del Covid. E, come sempre, dovranno garantire che i difetti siano minimi, in modo che gli aeroplani possano volare in sicurezza.
"Oggi utilizziamo molti tipi di acciaio e altre leghe metalliche, tra cui alluminio, titanio e nichel, e alcuni materiali hanno una densità elevata. Le leghe di acciaio vengono sostituite con altri materiali, come le leghe di titanio avanzate e le leghe di alluminio avanzate, che hanno un migliore rapporto resistenza-peso. Perché se si desidera essere più efficienti e sostenibili nel consumo di carburante, è necessario anche ridurre il peso della struttura".
La transizione a questi materiali è già in corso. M'Saoubi stima che circa il 50% del peso di una struttura di un jet Boeing Dreamliner è costituito da compositi, ad esempio, materie plastiche rinforzate con fibra di carbonio.
I produttori di aeromobili possono affrontare le sfide di materiali più sostenibili ed efficienti solo se lo fanno anche i loro fornitori. Seco Tools è uno dei principali fornitori di soluzioni di utensili per la lavorazione dei componenti di aeromobili. Ha un'offerta particolarmente forte per i piloni di aeroplani, i collegamenti fra l'aeroplano ed il suo motore (collegamento ad altro articolo) e i dischi palettati, i dischi con pale nel compressore del motore che permettono ad una quantità sufficiente di aria compressa di entrare nel motore per permettere la combustione.
"Progettiamo i nostri utensili in modo che la superficie della macchina che consegniamo al cliente soddisfi i requisiti di integrità della superficie", afferma Rachid M'Saoubi.
"Sviluppiamo soluzioni di utensili da taglio che riducono al minimo i danni alla superficie lavorata. Quando lavoriamo un disco di turbina in lega di nichel, un rivestimento in titanio o una pala in titanio, il produttore di motori per aeroplani accetterà solo i nostri utensili e le nostre raccomandazioni di taglio dopo un rigoroso processo di qualificazione della sicurezza".
"Tradizionalmente, lavorare un disco palettato significa rimuovere molto metallo e, se parte del componente disco palettato è stata danneggiata durante il servizio, di solito è prevista una procedura di riparazione con saldatura, che utilizza molta energia e la successiva lavorazione adattiva per ripristinare il profilo aerodinamico del disco palettato", aggiunge.
La produzione Near Net-Shape significa ottenere il componente il più vicino possibile alla sua dimensione e al suo peso finale nella fase di lavorazione iniziale. Alcuni esempi includono la produzione WAAM (wire-arc additive manufacturing, produzione additiva all'arco), usando un processo di saldatura ad arco per stampare in 3D parti metalliche, la fusione laser selettiva, usando un letto di polvere con una fonte di calore per creare parti metalliche e la deposizione di energia diretta, in cui la materia prima sotto forma di polvere o filo viene fornita a un substrato su cui una fonte di energia come un fascio laser, un fascio di elettroni o un arco di plasma/elettrico viene concentrato simultaneamente. Ciò crea un piccolo bagno di fusione e deposita continuamente il materiale, strato per strato.
Queste nuove tecnologie sono tutte in grado di ridurre gli sprechi di materiale e ridurre drasticamente i tempi di consegna delle parti da settimane a pochi giorni. L'uso di fluidi da taglio nella lavorazione sta cedendo il passo a metodi di lavorazione quasi a secco, tra cui ScCO2 (Super Critical Carbon Dioxide, anidride carbonica supercritica), che elimina il rischio di contaminanti e contribuisce nuovamente a un approccio più sostenibile.
Viviamo una nuova era impegnativa, ma Rachid M'Saoubi afferma che Seco Tools può supportare il settore aeronautico mentre si adatta alle nuove tecnologie.
"Abbiamo sviluppato una strategia per affrontare queste sfide, dal disegno al prodotto finale. Vogliamo mettere il cliente al centro del processo e collaborare con i produttori e altri fornitori di tecnologia nella catena di fornitura per trovare il modo di ridurre al minimo gli sprechi e aumentare la produttività. Siamo ben preparati per il futuro".
