Contesto Tecnico e Specifiche del Progetto Aerospaziale
La fabbricazione di componenti strutturali destinati al settore aeronautico richiede il soddisfacimento di severi requisiti meccanici, dimensionali e di tracciabilità. Il progetto analizzato riguarda l’ingegnerizzazione e la produzione di una paratia di forza per strutture alari, elemento critico soggetto a sollecitazioni dinamiche e carichi di fatica ad elevate altitudini. La rigorosa conformità allo standard EN 9100 costituisce il prerequisito operativo essenziale per qualificare l’intero processo di manifattura, garantendo che ogni variabile di produzione sia identificata, controllata e ripetibile.
Scelta del Materiale e Lavorabilità della Lega Ti-6Al-4V
La selezione del materiale si è orientata sulla lega di titanio grado 5 (Ti-6Al-4V), rinomata per la sua eccellente resistenza specifica, per l’elevata tenacità a frattura e per l’immunità alla corrosione in ambienti operativi ostili. Tuttavia, la lavorazione meccanica del titanio presenta complessità notevoli dovute alla ridotta conducibilità termica (circa 6.7 W/m·K) e al basso modulo di elasticità. Tali proprietà determinano un forte accumulo di calore sulla superficie del tagliente e deformazioni elastiche del pezzo in fase di spinta di taglio. Per mitigare il surriscaldamento del tagliente e l’usura precoce degli utensili in metallo duro integrale con rivestimento PVD al titanio-alluminio-silicio (TiAlSiN), è stato implementato un sistema di adduzione di liquido lubrorefrigerante ad alta pressione (70 bar) direttamente attraverso il mandrino e focalizzato sulla zona di taglio.
Strategia di Fresatura Simultanea a 5 Assi e Ottimizzazione CAM
Per la realizzazione delle tasche profonde e delle pareti a spessore sottile (fino a 1.5 mm), è stata impiegata una macchina fresatrice a 5 assi simultanei ad alta dinamica. La programmazione CAM ha previsto l’adozione di strategie di fresatura trocoidale e percorsi ad avanzamento ad alta velocità (High-Speed Machining – HSM), mantenendo un angolo di avvolgimento costante dell’utensile ed evitando picchi di carico radiale. L’ottimizzazione degli algoritmi dei percorsi utensile ha consentito di ridurre l’insorgenza di vibrazioni armoniche (chatter), preservando sia la finitura superficiale sia le tolleranze di forma prescritte dal disegno esecutivo. La lavorazione è stata suddivisa in fasi sequenziali di sgrossatura, distensione termica intermedia per il ripristino delle tensioni residue, e finitura ad alta precisione.
Metrologia Avanzata e Validazione Certificata EN 9100
La fase conclusiva di verifica e validazione si inserisce nei protocolli prescritti dalla certificazione EN 9100. Il componente è stato sottoposto a stabilizzazione termica per 24 ore all’interno di una sala metrologica climatizzata a 20 °C (±0.5 °C). L’ispezione dimensionale è stata condotta mediante macchina di misura a coordinate (CMM) dotata di testa di scansione continua a contatto e tastatore ottico laser. Sono state certificate tolleranze geometriche di posizione e planarità entro 0.012 mm su tutte le sedi dei perni di vincolo. La completezza della documentazione tecnica, dal certificato di analisi chimica e meccanica della materia prima (Certificato 3.1) fino al report di collaudo dimensionale F.A.I.R., garantisce la totale tracciabilità e l’idoneità del pezzo all’integrazione immediata nella linea di montaggio del committente.
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