Progettazione della produzione additiva di un componente strutturale in metallo per il settore aerospaziale

The production of structural components characterised by advantageous properties in terms of strength-to-weight ratio and buy-to-fly ratio has made significant progress in recent years thanks to the unique capabilities of additive manufacturing, including the ability to produce objects with highly complex geometries and intricate architectures. Specifically, additive manufacturing enables the production of topologically optimised geometries and/or lattice structures that allow engineering designs to be precisely tailored to the specific requirements of each application, improving structural efficiency. Furthermore, the achievable advantages in terms of reduced component weight, minimised material waste and optimised resource utilisation contribute to a more sustainable production process. However, despite the advantages, additive manufacturing components are still often characterised by various types of defects, which in some cases are highly critical for functionality and safety. In order to reduce the presence of defects and to obtain components of adequate quality, it is necessary to carefully design the production. This project, in particular, focuses on the additive manufacturing design of a metal bracket for the motor mount. The main objective lies in the choice of the best production process and optimal process parameters including the choice of material and specifications in terms of geometric-dimensional tolerances and surface finish. Finally, the post-processing operations necessary to ensure that the quality and functionality requirements defined during the case analysis phase are exceeded are identified.

La produzione di componenti strutturali caratterizzati da proprietà vantaggiose in termini di strength-to-weight ratio e buy-to-fly ratio ha fatto significativi progressi negli ultimi anni grazie alle capacità uniche della fabbricazione additiva, tra cui la possibilità di realizzare oggetti con geometrie altamente complesse e architetture intricate. Nello specifico,la fabbricazione additiva abilita la produzione di geometrie ottimizzate topologicamente e/o strutture reticolari che consentono di adattare con precisione la progettazione ingegneristica ai requisiti specifici di ogni applicazione, migliorandone l’efficienza strutturale. Inoltre, i vantaggi ottenibili in termini di riduzione del peso dei componenti, minimizzazione degli scarti di materiale e ottimizzazione nell’utilizzo delle risorse contribuiscono ad una maggiore sostenibilità del processo produttivo. Tuttavia, nonostante i vantaggi, i componenti della fabbricazione additiva sono tuttora spesso caratterizzati da diverse tipologie di difetti, che in alcuni casi risultano altamente critici per la funzionalità e la sicurezza. Per ridurre la presenza di difetti e ottenere componenti di qualità adeguata, risulta necessario progettare con cura la produzione. Questo progetto, in particolare, si concentra sulla progettazione della produzione additiva di una staffa in metallo per il supporto motore. L’obiettivo principale risiede nella scelta del miglior processo produttivo e dei parametri di processo ottimali tra i quali la scelta del materiale e delle specifiche in termini di tolleranze geometrico-dimensionali e di finitura superficiale. Si identificano infine le operazioni di post-processing necessarie a garantire il superamento dei requisiti di qualità e funzionalità definiti in fase di analisi del caso.