Gli aerei stampati in 3D diventeranno presto realtà?

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Poiché l’industria aeronautica continua a lottare con l’aumento dei costi e con la questione della sostenibilità ambientale a lungo termine, potrebbe esserci un’opzione che può aiutare a risolvere entrambi i problemi. La stampa 3D di parti di aerei è già una realtà e non solo aiuta a ridurre le emissioni, ma rappresenta anche un’alternativa più economica alla produzione convenzionale. Infatti, Boeing afferma di risparmiare 3 milioni di dollari per aereo quando utilizza parti stampate in 3D.

Per ora, la stampa 3D è generalmente limitata alla prototipazione e alla produzione di parti meno essenziali, ma con il rapido progresso della tecnologia, ciò potrebbe cambiare. Un giorno, potremmo anche vedere alcune delle parti più importanti degli aerei realizzate in questo modo, compresi i componenti chiave del motore.

Ma quale impatto potrebbe avere la stampa 3D su hardware e sistemi critici per la sicurezza? E in che modo la mentalità relativa all’utilizzo della stampa 3D sulla catena di montaggio sta cambiando l’industria aeronautica nel suo insieme?

I vantaggi derivanti dall’utilizzo di parti stampate in 3D sugli aeroplani non si limitano al risparmio sui costi. C'è anche una maggiore capacità di prototipazione, una produzione più rapida e precisa e un'impronta di carbonio inferiore.

Cominciamo con la prototipazione. La creazione di prototipi con parti stampate in 3D consente di risparmiare migliaia di ore di lavoro, poiché un nuovo prototipo o modello può essere stampato in pochi minuti anziché creato in giorni o settimane. Inoltre, è facile apportare modifiche con la stampa 3D rispetto alla produzione tradizionale, poiché puoi creare e visualizzare rapidamente un prototipo a basso costo in un materiale più conveniente. In altre parole, è possibile vedere come apparirà una parte di un aeromobile e utilizzarla per test e analisi aerodinamiche in un materiale più leggero e meno costoso rispetto al prodotto finale e apportare modifiche prima di investire in un componente metallico a costo pieno.

La stampa 3D ha anche reso la produzione più rapida e precisa, soprattutto nel settore dei dispositivi che aiutano nel processo di produzione. Per ridurre il margine di modifica ed errore da una parte all'altra, le parti create mediante la produzione tradizionale devono essere mantenute in posizione durante la lavorazione mediante dispositivi, come perni metallici. Ma il tempo necessario per realizzare migliaia di apparecchi, o il costo per acquistarli, rappresenta una sfida costante per i produttori tradizionali. Al contrario, la stampa 3D consente ai produttori di creare migliaia di dispositivi ad appena il 40% dei costi e degli sforzi richiesti dalla produzione tradizionale.

Infine, risparmiare tutto il tempo e gli sforzi nella prototipazione e nella produzione significa che è possibile produrre più parti con meno energia e rifiuti. Poiché l’attività manifatturiera e la produzione provocano oltre un quinto delle emissioni totali di carbonio a livello mondiale, dovrebbe essere un dato di fatto dare priorità a una produzione più sostenibile. La stampa 3D potrebbe ridurre il consumo di materiale fino al 90%. Ciò porta ad un’impronta di carbonio notevolmente inferiore.

Tuttavia, la stampa 3D presenta alcuni problemi di sicurezza a causa del modo in cui funziona il processo. La stampa 3D si basa sulla stratificazione di materiali leggeri per formare le parti, anziché sul taglio delle parti da blocchi di materiale pesante e resistente. Il processo di stratificazione ha spesso dato come risultato prodotti finali più deboli, più porosi o fragili. A causa della natura rigorosa dei requisiti di certificazione hardware, la FAA è stata inizialmente lenta nel certificare le parti stampate in 3D che avevano maggiori probabilità di rompersi o subire danni rispetto alle parti realizzate con la produzione tradizionale. Ora, con la nuova tecnologia che finalmente consente la stampa 3D in titanio, i materiali e quindi il prodotto finale sono più resistenti che mai, ed è probabile che la certificazione possa procedere più rapidamente in futuro.

Dopotutto, i protocolli e le normative di sicurezza riguardanti gli aerei stampati in 3D e le loro parti sono sufficientemente completi da garantire che qualsiasi materiale stampato in 3D che finisca sugli aerei non influisca negativamente sulla sicurezza. DO-254 e i relativi standard per l'hardware aeronautico richiedono già un livello approfondito di test e garanzia della qualità, che aiuta a garantire che la stampa 3D si applicherà solo a parti che non sono critiche per la sicurezza o comporterà controlli e test sufficienti per mantenere le persone e aereo sicuro.