L’industria aerospaziale è tra i settori più avanzati e complessi dal punto di vista tecnologico. Qui, precisione, affidabilità e resistenza non sono solo requisiti essenziali, ma veri e propri pilastri della produzione. Qualsiasi margine di errore, per quanto minimo, può compromettere le prestazioni e la sicurezza di un velivolo, sia esso civile, militare o spaziale. La lavorazione CNC (Computer Numerical Control) si pone al centro di questo ecosistema, grazie alla sua capacità di realizzare componenti estremamente precisi e complessi.
Con questa guida, approfondiremo i materiali più utilizzati nella lavorazione CNC per il settore aerospaziale, le sfide tecniche che ne derivano e le tecnologie complementari che garantiscono standard produttivi d’eccellenza.
La lavorazione CNC è ormai insostituibile nell'industria aerospaziale. Grazie alla sua precisione e ripetibilità, è possibile produrre componenti critici che rispondono a tolleranze minime, spesso nell’ordine dei micron. Questa tecnologia consente di lavorare materiali avanzati e di ottenere geometrie estremamente complesse, impensabili con metodi di produzione tradizionali. Inoltre, la programmabilità delle macchine CNC garantisce un controllo assoluto su parametri come velocità di taglio, avanzamento utensile e configurazione degli strumenti, riducendo al minimo gli scarti e massimizzando l’efficienza produttiva.
Un aspetto fondamentale della lavorazione CNC per l'aerospazio è la capacità di soddisfare gli standard qualitativi più rigorosi, come la certificazione ISO 9001. Grazie a tecnologie avanzate di misurazione utilizzate da Weerg, come le macchine certificate ACCREDIA, è possibile garantire una verifica meticolosa di ogni componente, assicurando piena conformità ai requisiti di progetto.
Nel settore aerospaziale, la scelta dei materiali è guidata da fattori come leggerezza, resistenza strutturale, stabilità alle alte temperature e resistenza alla corrosione. Tra i materiali principali utilizzati per la lavorazione CNC, spiccano le leghe di alluminio, l'acciaio inossidabile e i polimeri avanzati come il PEEK.
Le leghe di alluminio rappresentano uno dei materiali più critici e versatili nell'industria aerospaziale, con un utilizzo previsto in continua crescita nei prossimi 30 anni. La loro importanza è determinata dall'eccezionale rapporto tra leggerezza e resistenza meccanica. Le famiglie principali di leghe utilizzate sono le serie 7000, 2000 e 6000, ciascuna con caratteristiche specifiche per diverse applicazioni. La scelta della lega dipende dall'applicazione specifica: le leghe della serie 7000 vengono impiegate nelle zone più sollecitate come ali e componenti del motore, mentre le serie 2XXX e 6XXX trovano impiego in applicazioni meno critiche come parti interne, sedili e maniglie. È importante sottolineare che le leghe 7000 non sono limitate a componenti strutturali secondari, ma vengono utilizzate anche per applicazioni strutturali primarie.
Particolarmente rilevanti sono due leghe:
LEGA 7050 (T7451): La lega 7050 è una composizione di alluminio-zinco-magnesio-rame specificamente sviluppata per l'impiego aerospaziale. Si distingue per i suoi elevatissimi valori di resistenza, sia statica che a fatica, e per l'eccellente temprabilità che permette di mantenere tali caratteristiche anche su forti spessori. La sua struttura garantisce elevati valori di tenacità alla frattura, accompagnati da una buona resistenza alla tensocorrosione. Dal punto di vista della lavorazione, offre un'ottima lavorabilità alle macchine utensili associata ad un'elevata stabilità dimensionale. Viene tipicamente utilizzata sotto forma di piastre nello stato T7451 per la realizzazione di pezzi meccanici critici, particolarmente quando questi presentano forme complesse e sono sottoposti a forti sollecitazioni, specialmente in ambiente esterno.
LEGA 7075: La lega 7075, anch'essa basata su una composizione di alluminio-zinco-magnesio-rame, rappresenta una soluzione consolidata di derivazione aeronautica. Ancora oggi viene ampiamente utilizzata negli stati tipo T7 per applicazioni generali sofisticate. Le sue caratteristiche distintive includono un’eccezionale lavorabilità alle macchine utensili e un'elevatissima resistenza meccanica. Trova il suo impiego ideale nella realizzazione di particolari strutturali con elevati requisiti di resistenza e pezzi meccanici critici in genere.
Sebbene meno leggero rispetto all’alluminio, l’acciaio inossidabile rimane una soluzione importante per alcune applicazioni aerospaziali. Le leghe come il 316 e il 304 sono apprezzate per la loro eccellente resistenza alla corrosione e per la stabilità meccanica in ambienti difficili.
Questi acciai trovano impiego in componenti che richiedono robustezza e resistenza a condizioni estreme, come serbatoi di carburante, raccordi o dispositivi di fissaggio. La lavorazione CNC dell’acciaio inossidabile richiede utensili resistenti all’usura e l'adozione di tecniche che minimizzino l’attrito, garantendo finiture precise e di alta qualità.
Il PEEK è uno dei materiali più innovativi nel settore aerospaziale. Questo polimero avanzato offre una combinazione unica di leggerezza, resistenza meccanica e stabilità termica, che lo rende ideale per applicazioni altamente specializzate.
Il PEEK viene utilizzato per realizzare componenti come guarnizioni, isolatori, supporti e altre parti strutturali secondarie. La sua resistenza a temperature elevate e la capacità di mantenere la forma e le proprietà meccaniche anche in condizioni estreme lo rendono una scelta eccellente per applicazioni interne agli aeromobili.
Un ulteriore vantaggio del PEEK è la possibilità di combinarlo con rinforzanti, come fibre di vetro o carbonio, per aumentarne ulteriormente la rigidità e la resistenza. Questo rende il PEEK una scelta versatile per una vasta gamma di applicazioni aerospaziali, dove la riduzione del peso e l’affidabilità sono cruciali.
Il sistema FCS impiegato da Weerg rappresenta un’evoluzione fondamentale nel fissaggio dei pezzi durante la lavorazione CNC, combinando innovazione e precisione. Questo avanzato sistema utilizza appendici residue per mantenere il pezzo saldamente in posizione, eliminando la necessità di morse tradizionali che, a causa della forza di chiusura applicata, possono causare deformazioni. La tecnologia è ulteriormente potenziata dall'uso di macchine CNC a 5 assi di Weerg ad alta precisione, che consentono di lavorare i pezzi con estrema accuratezza e libertà geometrica. Questo approccio non solo garantisce risultati impeccabili, ma anche un significativo miglioramento nell'efficienza dei processi produttivi.
Nel settore aerospaziale, dove anche le minime variazioni dimensionali possono compromettere le prestazioni di un componente, questo sistema garantisce maggiore precisione, stabilità e qualità delle finiture. La riduzione delle deformazioni non solo migliora la resa estetica del pezzo, ma assicura che le proprietà aerodinamiche e strutturali siano rispettate.
I trattamenti superficiali rivestono un ruolo cruciale nella produzione di componenti aerospaziali. Tra questi, l’anodizzazione dura è uno dei più utilizzati per migliorare la resistenza all’usura e alla corrosione di materiali come l’alluminio.
Aziende specializzate come Weerg offrono finiture di alta qualità che non solo proteggono i componenti dall’usura, ma ottimizzano anche le loro proprietà funzionali ed estetiche. La capacità di combinare la lavorazione CNC con trattamenti di superficie avanzati consente di ottenere prodotti che rispettano i più alti standard del settore.
Uno degli aspetti più critici nella lavorazione CNC per l’aerospazio è la garanzia di qualità. Le macchine di misura certificate ACCREDIA utilizzate da Weerg sono fondamentali per controllare le tolleranze dei componenti, assicurando che rispettino i requisiti di progetto.
Queste misurazioni, precise al micron, garantiscono la tracciabilità dei processi produttivi e la conformità agli standard aerospaziali. La verifica accurata non solo riduce il rischio di errori, ma rafforza la fiducia dei clienti nella qualità del prodotto finale.
La lavorazione CNC è il fulcro dell'industria aerospaziale, consentendo di produrre componenti che soddisfano requisiti estremamente elevati di precisione e qualità. La scelta dei materiali, come l’alluminio, l’acciaio inossidabile e il PEEK, gioca un ruolo fondamentale nel determinare le prestazioni finali dei componenti.
Grazie a tecnologie avanzate come il sistema FCS e trattamenti superficiali innovativi, aziende all’avanguardia come Weerg sono in grado di offrire soluzioni che soddisfano gli standard più elevati, contribuendo al progresso continuo di un settore che richiede il massimo in termini di affidabilità e sicurezza.