Case study

ASSOAVIATION

UNA SFIDA CORALE PER THE3DGROUP

Artigianato tradizionale e il meglio delle tecnologie della progettazione tridimensionale per un progetto che realizza uno dei sogni più antichi dell’uomo, il volo.

Dopo la Berlinetta, l’auto costruita con i Fratelli Frigerio, THE3DGROUP affronta una sfida ancora più ambiziosa, quella del volo. I tecnici delle diverse aziende del Gruppo stanno collaborando per realizzare un aereo completamente autoprodotto in 3D. Il mondo degli aerei autoprodotti è un settore di nicchia ma composto da grandi appassionati, che acquistano le componenti per poi assemblarle. Quello portato avanti da THE3DGROUP è invece un piano più ampio che prevede di ingegnerizzare e costruire di persona tutte le componenti possibili con le tecnologie a disposizione.

L’idea è nata dalla passione di Vito Zaccaria e Claudio Pavan di SolidEnergy per il volo: il loro entusiasmo ha contagiato in breve tempo il Presidente di THE3DGROUP Roberto Rizzo, che è un ingegnere aerospaziale e da studente aveva scelto la strada della progettazione tridimensionale proprio dopo aver visto gli studi per la realizzazione del primo Boeing 737. Ognuna delle aziende del Gruppo è coinvolta nel progetto: SolidWorld per la progettazione delle componenti e la flow simulation, SolidCam Italia per le simulazioni CAM e la fresatura delle componenti e gli stampi, Tecnologia&Design, Technimold, Cad Manager ed Energy Group per la prototipazione e la stampa 3D in FDM, Polyjet e metallo, Design Systems per la progettazione generativa con Catia, SolidEngineering per la simulazione in realtà virtuale, e SolidEnergy per la scansione e l’ingegnerizzazione dell’intero progetto.

Il cuore dell’aereo è la fusoliera di un biposto in legno di abete, pensata e realizzata a mano da Aurelio Perillo,considerato un vero maestro del settore. Il legno è dunque il materiale di partenza, che ha una caratteristica fondamentale dal punto di vista ingegneristico, quella di “non soffrire di fatica”: significa che si può piegare e stressare più volte senza che si spezzi. L’artigianalità di ieri non viene sostituita, bensì integrata dall’artigianalità del ventunesimo secolo, dalla capacità di progettare e sviluppare pezzi unici, non più manualmente ma con il supporto della stampa 3D e di tecnologie innovative. Le proprietà del legno vengono affiancate dalle proprietà dei nuovi materiali a cominciare dal carbonio: la fusoliera è stata completata con componenti realizzate in materiali compositi in fibra di carbonio, che offrono quindi alte prestazioni meccaniche ma con una leggerezza estrema.

È stato utilizzato SOLIDWORKS Simulation per lo studio FEM, l’analisi della resistenza dei meccanismi interni e il modo in cui tutte le componenti, sia separatamente che insieme, reagiscono alle forze in gioco. Trattandosi di aerei è stata applicata la Flow Similation, lo studio di fluidodinamica computazionale (CFD, Computational Fluid Dynamics) per simulare il flusso dei fluidi, il trasferimento termico e le variazioni di pressione in tutte le situazioni possibili.

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In questo specifico contesto si deve prestare attenzione non solo ai consumi e alle prestazioni del mezzo, ma anche alla sicurezza delle persone a bordo: una sfida ancora più importante per i progettisti. Nello sviluppo delle componenti interne si lavorerà invece con SOLIDWORKS Electrical, per la progettazione della parte dei comandi e l’integrazione con tutti gli elementi elettronici.

Per andare a comporre i vari pezzi sono state realizzate, sempre con la stampa 3D, anche diverse dime di incollaggio: come avviene per molti clienti, progettazione e stampa servono non solo a ripensare il prodotto finito ma anche come ausilio alla progettazione in funzione di nuovi prodotti o necessità. Infine, vengono utilizzati gli scanner tridimensionali Hexagon per il controllo qualitativo su tutte le componenti.

AssoAviation rappresenta un’opportunità di studio di soluzioni innovative, conoscenze che si potranno trasferire in future applicazioni per i clienti. È il caso ad esempio del sistema di retroazione del carrello: è stato progettato e realizzato in stampa 3D con tecnologia FDM utilizzando il Nylon Carbon Fiber. L’esigenza era sollevare un peso di 30 kg, ma gli stress test sono arrivati fino a 160kg senza rompere il pezzo. Altro esempio significativo è la luce dell’ala, progettata ad hoc, realizzata con tecnologia polyjet e poi cromata per dare un effetto specchiato come succede per i fanali delle automobili.

Il progetto è iniziato circa due anni fa e l’obiettivo è il primo decollo ufficiale nella primavera 2020. L’emozione del primo volo sarà la stessa di quella di Icaro, ma con le sue ali in legno e fibra di carbonio potrà volare lontano.