Come le soluzioni software di Materialise hanno contribuito a realizzare il motore a reazione più grande del mondo

Il GE9X, il motore a reazione più grande del mondo sviluppato per i 777X di prossima generazione di Boeing, ha compiuto il suo volo inaugurale nel marzo 2018 nel testbed di volo di GE. Scopri come i componenti cruciali della turbina di questo motore, stampati in 3D, sono stati realizzati utilizzando le soluzioni software Materialise, e come queste stesse soluzioni sono in grado di ottimizzare la produzione in serie certificata nell'industria 4.0.

In questa nuova era di produzione additiva (AM), GE Aviation è all'avanguardia nell'uso della stampa 3D per l'avanzamento dell'industria aeronautica. Un esempio tipico è il famoso ugello del combustibile stampato in 3D, un punto di riferimento nell'ottimizzazione del design. Questa storia di successo mostra come la stampa 3D sia in grado di apportare un valore aggiunto ad applicazioni di produzione specifiche. Oggi però facciamo un ulteriore passo avanti: l'AM è pronta per affrontare la produzione industriale di massa e ancora una volta Avio Aero (un'azienda di GE Aviation) sta dettando il ritmo con il GE9X, il motore a reazione più grande del mondo.

Affrontare le sfide della stampa 3D certificata su scala industriale

Il motore, dal diametro di circa 3,35 metri, contiene sei diverse parti stampate in 3D, tra cui le pale della turbina di bassa pressione realizzate in una lega di titanio e alluminio presso lo stabilimento Avio Aero italiano di Cameri. Le pale stampate in 3D ruotano all'interno del motore 2.500 volte al minuto, sopportando condizioni estreme come calore e forze. Oltre a soddisfare tutti i requisiti tecnici, il processo di produzione delle pale stampate in 3D risulta sia più pulito sia più economico rispetto alla tecnologia di stampaggio più tradizionale utilizzata per produrre queste parti.

Durante il picco di produzione – tra il 2022 e il 2023 – Avio Aero stima che verranno prodotte ogni anno 60 mila unità, e questo solo per le pale TiAl stampate in 3D. La sfida quindi è portare la produzione di parti stampate in 3D a un livello industriale, soddisfando gli elevati standard dell'industria aerospaziale e mantenendo, al contempo, l'efficienza industriale nell'ambiente di produzione. Alla luce di questo obiettivo, Avio Aero ha in programma di aggiungere 10 nuove macchine EBM (Electron Beam Melting) Arcam (GE Additive) ai 40 sistemi Arcam attualmente in funzione nel loro stabilimento, entro la fine dell'anno.

Soluzioni software robuste e integrate per potenziare l'industria 4.0

La stampa 3D certificata su scala industriale richiede la massima tracciabilità, il massimo controllo qualità e la massima ripetibilità, assicurando al contempo un rendimento elevato ed efficienza a livello di tempo di funzionamento della macchina, minimizzazione degli scarti e controllo dei costi.

Dal design alla produzione fino alla finitura, ogni passaggio del processo deve essere ottimizzato e integrato per consentire una configurazione digitale efficiente e continua della produzione. Per affrontare di petto questa sfida, Avio Aero si affida a una soluzione software AM robusta e integrata che permette loro di accrescere l'attività di stampa 3D in modo efficiente, affidabile, produttivo e sicuro.

Connettività, tracciabilità, produttività — come il software può essere d'aiuto

Da quando lo stabilimento produttivo di Cameri è stato inaugurato nel 2013, il sistema di gestione AM Materialise Streamics ha rappresentato l'elemento chiave che ha consentito l'automazione e il controllo del processo AM in Avio Aero.

Avio Aero ha scelto Streamics perché soddisfa in modo unico i requisiti di controllo, standardizzazione, automazione e tracciabilità del processo AM, tipici degli elevati standard di produzione additiva aeronautica di Avio Aero. Streamics è progettato per aumentare la connettività; per Avio Aero, questo significa la possibilità di integrare la loro attività AM con il loro sistema ERP (SAP).

Attraverso Streamics passano tutte le operazioni di produzione, dalla preparazione della piattaforma alla finitura. Il processo inizia con la preparazione dei file dei pezzi in Materialise Magics e offre tutti gli strumenti necessari per il fissaggio del file, il posizionamento, la generazione del supporto, l'etichettatura e molti altri dati e operazioni di preparazione della costruzione. Automatizza poi la preparazione della piattaforma; al contempo memorizza, traccia e visualizza tutti i dati di processo AM gestendo e monitorando centralmente le macchine e i job di costruzione attraverso Streamics.