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Il bollettino E The Sharp Marzo 2013
I materiali usati nella costruzione di un velivolo sono sempre di tipo nuovo ma di recente si è passati a usare sempre di più leghe e materiali di natura non metallica. Nel nuovo Boeing 787 Dreamliner il 50% del peso è dato da compositi di tipo avanzato ed è il primo aereo nel mondo che come materiale principale nella cellula usa materiali compositi. È progettato a essere più leggero, raggiungere un 20% di risparmio nel consumo di carburante, risultare meno rumoroso e meno costoso in manutenzione. È anche costruito con materiali riciclabili progettati proprio per generare meno emissioni.
Questi diversi materiali per velivoli hanno caratteristiche talmente differenti che in America hanno spinto produttori di utensili, quali Precorp Inc e Wichita Precision Tool Inc, a creare nuove serie di utensili, geometrie e materiali appositamente ottimizzati per materiali compositi.
A volte, velivoli di tipo nuovo richiedono che fori siano fatti in un composto ‘sandwich’ di 3-4 differenti strati di diversi materiali tra cui compositi, a nido d'ape, di alluminio e titanio. Il tutto ad alta tolleranza e senza nessuna delaminazione. Di conseguenza le imprese sono state costrette a creare nuovi tipi di utensili che sono ottimizzati per trattare strati e materiali differenti.
CFRP come mostrato sul sito web di Precorp
Rich Garrick, Presidente di Precorp, fa presente che “noi abbiamo le risorse per rispondere a nuove e complicate richieste. I nostri ingegneri e periti possiedono un’approfondita conoscenza di come i nostri clienti continuano a modificare i loro prodotti e perciò siamo impegnati nella creazione di utensili che sono efficienti al massimo del possibile. Abbiamo una pluralità di utensili ideati appositamente per i compositi aerospaziali definiti di assoluta avanguardia. Noi contiamo sulle nostre affilatrici ANCA per la rettifica di utensili d’estrema qualità come richiesto dai nostri clienti. Il software di ANCA assicura la versatilità necessaria nell’escogitare soluzioni per la creazione di specifici utensili da taglio.”
Anche se si calcola che, durante i prossimi 20 anni, un terzo di tutta la produzione mondiale di velivoli interesserà il mercato asiatico, molte delle parti di questi velivoli saranno costruite negli Stati Uniti. Per esempio, parrebbe che l’Airbus intende spendere il doppio degli attuali 12 miliardi in dollari americani di quello che attualmente spende per parti fornite da ditte americane. Anche in Europa ci sono molti fornitori specializzati nel settore aerospaziale e l’Airbus A380 è un esempio di come un velivolo è spesso costruito con parti prodotte in differenti zone del mondo.
Le principali sezioni strutturali dell’Airbus A380 sono costruite in Francia, Germania, Spagna e il Regno Unito. Data la loro grandezza, sono trasportate con un complicato sistema di navi e chiatte appositamente costruite e su strade che sono state modificate. Le varie parti dell’A380 sono fornite da ditte e imprese di tutto il mondo quali Rolls-Royce e General Electric.
Anche il Boeing 797 Dreamliner è costruito con componenti acquistati da fornitori di tutto il mondo. Nel 2012 Boeing ha acquistato da ditte americane circa il 75% delle parti provenienti da imprese indipendenti. Nel programma 787 circa il 30% delle parti e degli assemblaggi provengono da produttori che non sono americani. Spirit AeroSystems è uno dei molti fornitori che contribuiscono alla costruzione del 787 Dreamliner.
Questi sono solo due esempi dei molti velivoli commerciali e militari che adesso stanno incominciando a usare con maggior frequenza materiali compositi nei loro progetti.
Il 25% del peso strutturale dell’Airbus A380 è dovuto a materiali compositi
Per venire incontro alle esigenze dei clienti, l’esperienza di Gordon nella progettazione e rettifica degli utensili, utilizzando il software di ANCA, è valorizzata nella progettazione di utensili a partire dalla concezione o disegno iniziale. “A volte ci si chiede di creare e progettare utensili molto complessi con caratteristiche molto difficili da applicare nella produzione di particolari oggetti,” ha spiegato Gordon.
Uno dei modi con cui il software di ANCA assiste nella produttività di Wichita è il Drill Wizard che aiuta l’utente a creare una punta passo per passo. Il mago contiene tutte le conoscenze richieste per una buona progettazione della punta. Il software di ANCA dà agli operatori della macchina la possibilità di creare con facilità utensili complicati, senza rivelare all’operatore quanto difficile ne sia la geometria.
Alcune caratteristiche delle macchine ANCA aiutano il cliente ad essere capace di ottenere notevoli tolleranze. Queste includono una base di cemento al polimero che riduce le vibrazioni, il MPG Feed che permette all’operatore di eseguire in sicurezza, passo a passo, i programmi sulla macchina, il software CIMulator 3D e il software ToolRoom 2012 migliorato per quanto riguarda la sua usabilità. Queste caratteristiche sono particolarmente importanti per industrie estremamente esigenti come quelle operanti nel settore aerospaziale.
Come si richiedono materiali aerospaziali sempre più leggeri e resistenti così anche continua la pressione su produttori di utensili affinché continuino a trovare nuove soluzioni. Le affilatrici ANCA usate dai produttori di utensili continuano a dare la potenza, versatilità e precisione necessarie per nuove soluzioni nella rettifica di utensili appropriati alle singole necessità.
ANCA continua ad investire significativamente in Ricerca e Innovazione e in altre risorse. Tutto questo è risultato nella creazione di nuovi prodotti quali MicroPlus, il sistema di tenuta del pezzo e di sostegno dell’utensile che riduce la scentratura a meno di 3 micron come anche nella nuova affilatrice MX5 e in altre nuove macchine che sono in fase di progettazione. Il che può risultare veramente positivo per tutti i fornitori nell’industria aerospaziale dove le più significative innovazioni avverranno nel prossimo futuro.
2 marzo 2013