Deposizione laser a energia direzionale per le riparazioni di aerei militari
Un'alleanza di ricerca australiana punta a certificare le riparazioni additive per le leghe della difesa senza trattamento termico post-processo.
Di Letizia Giugliano
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Rosebank Engineering, il Centre for Additive Manufacturing della RMIT e la Swinburne University of Technology hanno avviato un'iniziativa di produzione additiva per riparare componenti usurati di aerei militari. Sostenuta dall'Additive Manufacturing Cooperative Research Centre, l'alleanza punta a qualificare la deposizione laser a energia direzionale per evitare la sostituzione di parti con lunghi tempi di consegna dall'estero. Questa innovazione ingegneristica mira a soddisfare i severi standard strutturali aerospaziali direttamente in fabbrica.
Controllare la microstruttura delle leghe con la riscansione laser
La produzione additiva tradizionale di metalli richiede spesso successivi passaggi in forno termico per alleviare le tensioni interne e stabilire caratteristiche meccaniche ottimali. Tuttavia, nella manutenzione di componenti aerospaziali e spaziali, le alte temperature dei forni deformano frequentemente la geometria del componente di base. Per risolvere il problema, il consorzio di ricerca sta implementando un'innovazione di riscansione laser in-process per calibrare l'apporto termico localizzato durante l'aggiunta di metallo, come riportato da VoxelMatters. La metodologia è rivolta ai materiali indurenti per precipitazione, in particolare Inconel, titanio e acciaio inossidabile 15-5PH, manipolando le trasformazioni di fase durante i cicli di costruzione affinché i pezzi raggiungano le proprietà del materiale desiderate senza trattamento termico post-processo.
«La certificazione si basa sulle prove. Il nostro ruolo è produrre i dati che dimostrano che il processo è solido, ripetibile e in grado di soddisfare i requisiti aerospaziali.»
— Professor Suresh Palanisamy, Swinburne University of Technology
Validare il sistema AMCLAD rispetto agli standard aerospaziali
La validazione del processo è guidata da Rosebank Engineering utilizzando la propria proprietà intellettuale, la piattaforma AMCLAD, acronimo di Adaptive Monitoring and Control of Laser Additive Deposition. Il team sta raccogliendo dati sperimentali per dimostrare che i componenti riparati possono soddisfare le specifiche dei produttori originali e i requisiti NASA-STD-6030. Mentre Rosebank dirige lo sviluppo della deposizione industriale, i ricercatori della Swinburne University of Technology e della RMIT University stanno caratterizzando la vita a fatica, la resistenza a trazione, le tensioni residue, la resistenza alla corrosione e il comportamento all'usura per compilare una suite completa di proprietà dei materiali tramite questa tecnica di stampa 3D, secondo VoxelMatters.
Manutenzione sovrana e future qualificazioni al volo
La collaborazione biennale è specificamente orientata a sostenere gli asset dell'aviazione della difesa, comprese le indagini pianificate sulle riparazioni dei componenti del motore F/A-18. Consentendo il ripristino nazionale, nel Paese, di assiemi critici per la missione, gli operatori della difesa cercano di ridurre la dipendenza da catene di approvvigionamento globali vulnerabili, tagliando al contempo i costi di possesso per il sostentamento. Facilitato dall'Additive Manufacturing Cooperative Research Centre per favorire il trasferimento tecnologico tra università e industria, la fase successiva del progetto si concentrerà sulla generazione dei dati meccanici statistici necessari a dimostrare la ripetibilità del processo e ottenere la qualificazione formale al volo, come dettagliato da VoxelMatters.
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