Abstract
Il progetto ha come obiettivo la realizzazione, tramite manifattura additiva, di una pala di turbina, inserita nella sezione di alta pressione di un propulsore aeronautico. Per la realizzazione si impiegherà una lega ad alta entropia (HEA) avente un rapporto tra resistenza meccanica, anche ad elevate temperature, e densità molto elevato. Ad oggi, i componenti prodotti con HEA sono realizzati mediante tecniche convenzionali con costi e tempi di produzione elevati. La produzione additiva può risolvere questi problemi, perché permette di realizzare prodotti near-net-shape e quindi di minimizzare gli scarti di produzione e ridurre il tempo di lavorazione superficiale. Inoltre, i prodotti fabbricati con processi additivi basati sulla tecnologia laser permettono di ottenere performance elevate limitando i post processi necessari, grazie alla rapidità di raffreddamento e quindi alla microstruttura ottenibile ad essi associata. Inoltre, il ricorso a metodi di costruzione additivi permette di sfruttare appieno le proprietà del materiale, mediante l’applicazione di tecniche di ottimizzazione della forma. Il progetto mira quindi a sfruttare la sinergia fra HEA, tecniche additive e di ottimizzazione del design, per realizzare una pala con prestazioni superiori rispetto allo stato dell’arte.
Obiettivi e risultati attesi
Il progetto ha il duplice scopo di validare l’uso del processo di deposizione diretta DED per produrre componenti con leghe ad alta entropia e sfruttare questo know-how per la fabbricazione di pale di turbina innovative per applicazioni aerospace. Questi componenti dovranno rispettare stringenti requisiti di resistenza ad elevata temperatura garantendo al contempo un risparmio rilevante sul peso del motore. Gli obiettivi generali verranno raggiunti attraverso i seguenti passi intermedi: (A) Ottimizzazione parametri di processo DED su leghe HEA con lo scopo di minimizzare la formazione di cricche (a caldo e a freddo) e di porosità; (B) Caratterizzazione della resistenza a creep, a fatica, a fretting-fatigue ed a frattura di componenti DED realizzati in AlCrCuFeNi; (C) Progettazione di una pala di turbina innovativa, sfruttando modelli numerici per l’ottimizzazione topologica, concetti di Laser Engineered Net Shaping e di Design for AM; (D) Ottimizzare le strategie di deposizione per la fabbricazione della turbina progettata nei punti precedenti; (E) Definire il ciclo produttivo della turbina, con particolare attenzione ai processi di finitura per asportazione di truciolo e trattamento termico; (F) Caratterizzare il componente finale e confrontarlo con uno convenzionale; (G) Accrescere le competenze della filiera produttiva regionale in un settore strategico come l’aerospace; (H) Formare nuove competenze in grado di sviluppare la filiera industriale di riferimento.Dettagli del progetto
Responsabile scientifico: Massimiliano De Agostinis
Strutture Unibo coinvolte:
Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale su Meccanica Avanzata e Materiali
Coordinatore:
ALMA MATER STUDIORUM - Università di Bologna(Italy)
Partner:
Bi-Rex- Big Data Innovation & Research Excellence
(Italy)
Fondazione Democenter-Sipe
(Italy)
Costo totale di progetto: Euro (EUR) 692.857,14
Contributo totale di progetto: Euro (EUR) 500.000,00
Costo totale Unibo: Euro (EUR) 539.357,14
Contributo totale Unibo: Euro (EUR) 377.550,00
Durata del progetto in mesi: 30
Data di inizio
01/02/2024
Data di fine:
01/08/2026
Il progetto è realizzato grazie ai Fondi europei della Regione Emilia-Romagna
