MMC Magazine

In preparazione al primo volo con l'MRJ giapponese

I cieli brulicano di attività

Internet ha permesso all'informazione di viaggiare in tutto il mondo in tempo reale. Quando si tratta di spostare persone e prodotti, però, è l'industria aeronautica a garantire un risparmio nei tempi. A partire dal 1995, il trasporto aereo è cresciuto a un tasso annuale del 5% (convertito in profitto passeggero/chilometro) nonostante due crisi economiche globali. Si prevede che sarà l'Asia a guidare la crescita industriale nei prossimi 15 anni, portando a un ulteriore aumento, in Europa, del traffico nei cieli della grande varietà di compagnie commerciali che servono praticamente ogni aeroporto.

Il nuovo jet passeggeri rispettoso dell'ambiente

È stata sviluppata una grande varietà di aeromobili volta a soddisfare le necessità del mercato dei trasporti per i collegamenti tra continenti, regioni e città; oggi l'industria aeronautica sta rivoluzionando i suoi prodotti così da rispondere al riscaldamento globale e altre problematiche ambientali. Oltre a una maggiore presenza di materiali leggeri ma resistenti, dalle leghe di titanio alla plastica rinforzata con fibra di carbonio (CFRP) per ridurre il peso e il consumo di carburante, il Boeing 787, l'Airbus A350 e altri nuovi aerei di linea hanno adottato nuovi motori a reazione a bassa rumorosità per ottenere riduzioni significative dell'impatto ambientale. In Giappone, il nuovo aereo di linea MRJ di Mitsubishi Aircraft Corporation si sta preparando a iniziare il servizio commerciale. Le compagnie aeree di tutto il mondo hanno iniziato a inserire nelle proprie flotte aerei rispettosi sia dell'ambiente sia dei passeggeri.

Nei prossimi 15 anni il trasporto aereo raddoppierà!

I cieli d'Europa sono gremiti di aeroplani

Lavorazione e componenti dell'aereo passeggeri

La maggior parte degli aerei passeggeri è realizzata con un numero di componenti compreso tra 3 e 6 milioni, e i materiali comunemente utilizzati per tali componenti sono leggeri e resistenti. Per lo più, i componenti strutturali sono lavorati a macchina e nei motori si utilizzano speciali leghe capaci di resistere a temperature e pressioni estreme. Per ottenere l'efficienza, la precisione e la qualità necessarie occorrono utensili da taglio specificamente progettati per ogni materiale.

1.Leghe di alluminio: lavorazione ad alta efficienza a velocità altissime di 300 km/h

Molti dei pannelli e delle centine (strutturali) del velivolo sono realizzati in super duralluminio (A7075). Per la lavorazione dei componenti partendo da blocchi di materiale, sono essenziali processi a elevata efficienza che talvolta riducono più del 90% del materiale integrale in trucioli per arrivare a ottenere la forma finale richiesta.
Recentemente sono stati immessi sul mercato utensili da taglio in grado di lavorare i componenti a una velocità di 5000 m/min. (300 km/h). Il tasso di evacuazione truciolo in tali processi può arrivare a 10.000 cm3 al minuto.

2.Leghe di titanio: un utilizzo sempre maggiore ne rende necessaria la lavorazione ad alta efficienza.

La lega di titanio ha la più alta resistività (rapporto resistenza/peso) tra tutti i materiali metallici al di sotto dei 400°C, oltre ad essere leggera, robusta e resistente alla corrosione. I nuovi aerei di linea utilizzano una percentuale di lega di titanio Ti-6Al-4V sempre maggiore; questo materiale è utilizzato per i componenti dei velivoli che necessitano di un'elevata resistenza, come i giunti dell'ala ed il carrello d'atterraggio. La lavorazione ad elevata efficienza della lega di titanio rappresenta una sfida, poichè la bassa conduttività termica fa sì che il calore della lavorazione si concentri sul filo tagliente dell'utensile da taglio.

3.CFRP: un nuovo importante materiale del XXI secolo

Dieci volte più resistente dell'acciaio (rapporto resistenza/peso), il CFRP è leggero, robusto e resistente alla corrosione, caratteristiche che ne hanno determinato un sempre maggiore impiego nel XXI secolo. I componenti più grandi degli aerei, come le parti della fusoliera, sono stampati sovrapponendo lamiere contenenti fibre di carbonio all'interno di speciali forme predefinite che vengono quindi sottoposte a calore sottovuoto. L'elevata resistenza del CFRP, tuttavia, si traduce in basse lavorabilità; per tagliare questo materiale occorrono quindi utensili in diamante o rivestiti in diamante.

4.Superleghe: materiali metallici altamente funzionali con durata estrema

Le superleghe, che resistono anche a temperature intorno a 1.000 °C. , sono utilizzate nelle sezioni del motore degli aerei associate a combustione e scarico. INCONEL a base di nickel e WASPALOY sono alcuni esempi comuni. La loro principale proprietà, la resistenza ad alte temperature, le rende però molto difficili da lavorare. Richiedono inoltre un'elevata qualità di lavorazione e, di conseguenza, occorre vagliare e pianificare con attenzione i processi di lavorazione prima di poter avviare la produzione di serie.

Dal Giappone al resto del mondo. Una passione per l'industria aeronautica

Mitsubishi Materials Corporation ha iniziato nel 2001 a sviluppare su larga scala utensili da taglio per l'industria aeronautica. Gli elevati standard degli utensili già disponibili in Europa e negli Stati Uniti hanno portato a un costante potenziamento degli utensili aerospaziali di Mitsubishi Materials, che oggi formano una linea diversificata di utensili ad alte prestazioni. Inoltre, la società vanta un totale di 20 esperti aerospaziali in 10 sedi in tutto il mondo, in Giappone, negli Stati Uniti, in Asia e in Europa. Ponendo la massima attenzione verso il miglioramento della tecnologia dei prodotti e dei processi di lavorazione, la società ha raggiunto un livello tale da poter partecipare a progetti internazionali congiunti per lo sviluppo di nuovi aerei passeggeri. Vi presentiamo due esperti manager di Mitsubishi Material Corporation, che contribuiscono al progresso dell'industria areonautica facendo leva sul know-how giapponese.

Competere con un' unica sinergia

Masaaki Ito, Aerospace Business Manager, approccia le lavorazioni con una prospettiva a 360 gradi, facendo leva sugli 11 anni di esperienza presso un produttore di macchine utensili conformi agli standard ISO. La tecnologia sviluppata dal suo reparto è il frutto di studi condotti da produttori di macchine utensili in collaborazione con università, istituti di ricerca e produttori di velivoli. Masaaki Ito dichiara: "La nostra tecnologia di lavorazione a elevata efficienza per materiali difficili da tagliare ha raggiunto un livello che non avrebbe potuto essere raggiunto da un solo produttore di macchine utensili". Mitsubishi Materials Corporation ha promosso in maniera strategica l'affermazione di partnership a livello mondiale per espandersi ulteriormente nell'industria aerea. Tenendo fede a questa linea di principio, dalla primavera del 2014 la società è entrata a far parte dell'AMRC (Advanced Manufacturing Research Centre - Centro di ricerca per la lavorazione avanzata) del Regno Unito. L'AMRC svolge attività di ricerca sui progetti dei maggiori produttori di velivoli utilizzando le frese integrali in metallo duro Mitsubishi per la lavorazione delle leghe di titanio. Attualmente la società opera in stretta collaborazione con gli specialisti nelle sezioni nazionali e internazionali che si occupano di ricerca e sviluppo, convogliando tali sforzi nella progettazione di nuovi prodotti capaci di garantire il progresso nella lavorazione di nuova generazione.

Esperti nella lavorazione di materiali difficili da tagliare

L'Engineering Manager Tsuyoshi Nagano partecipa allo sviluppo delle tecnologie di lavorazione sin da quando è entrato a far parte della società circa 20 anni fa. Negli anni ha gestito test di sviluppo interni e lo sviluppo di nuove tecnologie di lavorazione, conseguendo risultati validi che sono stati presentati in fiere in tutto il mondo. Dopo essere passato alle tecnologie applicative, il suo ampio bagaglio di esperienza nelle tecnologie di lavorazione lo ha aiutato a instaurare solidi rapporti con i produttori di aeromobili e di macchine utensili. Opera principalmente in Asia e in Giappone, prevalentemente nel supporto tecnologico pratico e nella risoluzione di problemi riguardanti i materiali difficili da tagliare, sfruttando la rete di Mitsubishi Materials. Inoltre, promuove la partecipazione a fiere nell'ambito aerospaziale e della lavorazione in Nord America, Europa, Cina e Giappone. Mitsubishi Materials è stato l'unico produttore giapponese di utensili da taglio a partecipare all'edizione 2014 dello Zhuhai International Aerospace Show, la più importante manifestazione della Cina in ambito aerospaziale.