Soluzioni innovative di stampa 3D per l'industria aerospaziale

La collaborazione con istituzioni come il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) sottolinea l'importanza della tecnologia di stampa 3D per componenti che devono soddisfare requisiti speciali. Con lo sviluppo di prototipi, ad esempio per il gruppo della tecnologia di misura e dei sensori dell’impianto di esperimenti di volo, e il potenziale della successiva produzione in serie con la stampa 3D, è possibile realizzare soluzioni innovative per le sfide del settore aerospaziale. Con l'utilizzo di processi di produzione additiva come la tecnologia LCM (Lithography-based Ceramic Manufacturing) per le ceramiche tecniche o il processo di LaserMelting per le leghe metalliche, CADdent, in qualità di centro di produzione innovativo, apre nuove prospettive per il futuro di questo settore. In questo articolo potrai scoprire di più su uno dei sensori da noi fabbricati e sui materiali ad alte prestazioni utilizzati, oltre alla collaborazione con il DLR.

Stampa 3D in ceramica per applicazioni speciali

La stampa 3D in ceramica combina i vantaggi specifici del processo di fabbricazione additiva con i quelli tecnici della ceramica. Ciò si traduce in un'ampia gamma di applicazioni, comprese le aree specializzate in cui sono richiesti i massimi requisiti per il rispettivo componente. Questo vale, ad esempio, per la tecnologia aerospaziale. In questo settore, a seconda del componente e del suo utilizzo, vengono richiesti requisiti espliciti in termini di meccanica, aerodinamica o temperatura, motivo per cui possono essere presi in considerazione solo pochi materiali.

Vantaggi della ceramica tecnica

Le ceramiche tecniche, come l'ossido di alluminio o il biossido di zirconio, hanno una forza molto elevata e un'ottima resistenza agli agenti chimici, alla corrosione e alla temperatura. Sono anche elettricamente isolanti e biocompatibili. Inoltre, l'ossido di alluminio ha il potenziale di ridurre il peso, essendo una ceramica molto leggera.

Vantaggi della produzione additiva

La fabbricazione additiva consente di produrre strutture estremamente complesse, sottili e cave in modo economico e in tempi molto brevi. La produzione additiva è adatta sia per la produzione di singole parti, come i prototipi, sia per la produzione in serie di grandi o piccole entità. Per la produzione di ceramica tecnica, CADdent si affida al processo LCM (Lithography-based Ceramic Manufacturing) del produttore di macchine Lithoz GmbH, leader di mercato nel campo della stampa 3D ceramica basata sulla litografia.

Leghe dentali nell'industria aerospaziale

Oltre alla competenza nella stampa 3D di ceramiche tecniche, CADdent vanta molti anni di esperienza nella produzione additiva di varie leghe metalliche, come il cobalto-cromo e il titanio. Questi due materiali ad alte prestazioni sono utilizzati nell'industria dentale e sono significativamente più duri e più resistenti alla corrosione rispetto alle leghe di acciaio convenzionali. Il titanio - il materiale del futuro - si distingue anche per la sua leggerezza, dovuta alla sua densità relativamente bassa. Entrambe le leghe dentali hanno quindi un grande potenziale di utilizzo nell'industria aerospaziale. La fabbricazione additiva con il processo di LaserMelting consente di produrre geometrie estremamente sottili e complesse con un'elevata precisione, che non sarebbero possibili con altre tecniche di produzione come la fresatura.

Una collaborazione di successo con il DLR

Dal 2023 siamo fornitori di servizi di produzione per il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) per lo sviluppo di prototipi e la successiva produzione di piccole serie per il gruppo della tecnologia di misura e dei sensori dell’impianto di esperimenti di volo. Uno dei nostri progetti ha previsto la produzione di un prototipo di sensore PT100, necessario per gli esperimenti di volo con "HALO" (High Altitude and Long Range Research Aircraft). Questo sensore di temperatura è realizzato in platino (Pt), tra gli altri materiali, e ha una resistenza di 100 ohm (Ω) a 0 °C. Grazie a un'intensa collaborazione con il nostro dipartimento di ricerca e sviluppo, sono state apportate modifiche al progetto ed è stata ottimizzata la topologia.

Flugzeug "HALO" des DLR

Immagine del velivolo ADLR "HALO", fonte: DLR

 

Sensore di temperatura innovativo

La particolarità del sensore PT100 sviluppato per l'industria aerospaziale riguarda la testa del sensore stesso, realizzata in biossido di zirconio con la stampa 3D di ceramica. Il metodo di produzione additiva ha permesso di ridurre lo spessore della parete del sensore a 0,3 mm nell'area della testa e a 0,5 mm nell'area restante. Un filo di platino sottile 0,025 mm è stato poi avvolto intorno all'area della testa e saldato al filo di rame. Il sensore PT100 beneficia delle eccezionali proprietà del materiale del biossido di zirconio, come la bassissima conduttività termica (2,5 - 3,0 W/m*K) e l'altissima resistenza alla temperatura. Inoltre, il connettore del sensore è realizzato in ossido di alluminio e la connessione è in cromo-cobalto grazie alla tecnologia di stampa 3D.

PT100 Temperatursensor

CONCLUSIONE

L'uso della stampa 3D per componenti speciali nell'industria aerospaziale apre nuove prospettive per il futuro di questi settori tecnicamente esigenti. Se anche tu fossi interessato a ordinare prototipi o piccole serie presso la CADdent, puoi caricare in modo semplice e veloce il file del tuo componente sulla nostra pagina degli ordini di prototipazione rapida e poi scaricare direttamente il preventivo.

Hai domande sulla prototipazione rapida? I nostri esperti saranno lieti di aiutarti a scegliere il materiale giusto e ad apportare le modifiche necessarie al progetto.

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