Darpa e lo standard di qualità della stampa 3d il programma Open Manufacturing

DARPA per chi non è avezzo alle sigle è la struttura militare che ha dato l’avvio ad Internet e al protocollo TC/ip, ma in realtà DARPA, è un’agenzia governativa del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti incaricata dello sviluppo di nuove tecnologie per uso militare.

darpaE non poteva non interessarsi di Addictive Manufacturing.

A differenza delle tecniche di fabbricazione attuali, come lo stampaggio ad iniezione, i prodotti che vengono creati tramite l’addizione  di materie plastiche o tramite la sinterizzazione di polveri metalliche possono avere delle microstrutture molto diverse. Una staffa in metallo stampata sulla macchina A, può sembrare un po ‘diversa rispetto alla stessa staffa  stampata sulla macchina B, almeno quando si esamina la parte con la lente di ingrandimento. Queste microstrutture diverse possono dare comportamenti diversi  e questo  potrebbe essere un problema importante a livello industriale.

Ad esempio, un supporto motore di un futuro Airbus stampato su una macchina potrebbe funzionare perfettamente, mentre stampato su una seconda macchina potrebbe benissimo produrre un supporto  inferiore in termini di resistenza pura , di resistenza alle variazioni di temperatura e di resistenza alle vibrazioni, rendendone pericoloso  l’utilizzo all’interno di qualsiasi aereo commerciale. Come possiamo superare queste carenze? La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ha un piano.

La DARPA ha annunciato una nuova iniziativa : il programma  Open Manufacturing, che mira a migliorare la comprensione dei vari materiali e dei processi di produzione additivi così come altre nuove tecniche di produzione. L’organizzazione sottolinea che la stampa 3D si appresta a diventare una forma tradizionale di produzione di componenti complessi legati al sistema militare, le carenze che comportano una mancanza di comprensione relativa a ‘sottili differenze nei metodi di fabbricazione sulle proprietà e le capacità  conseguente dei materiali, ‘devono essere superate.

“Il programma Open Manufacturing  ha come scopo  fondamentale di comprendere i parametri fisici del processo degli additivi e di altri concetti di produzione innovativi, in modo da poter rapidamente prevedere con elevata sicurezza come il pezzo finito sia coerente con uno standard di sicurezza”, ha dichiarato Mick Maher, responsabile del programma in Scienze della Difesa della DARPA  . “L’affidabilità e e la  variabilità delle nuove tecniche di produzione sono sempre incerte in un primo momento, e per questo dobbiamo sottoporre i risultati a test ulteriori di sicurezza, questo rallenta e rende tutto il processo molto più costoso ,  ”

Allora, cosa sta facendo per DARPA superare questi problemi e ‘ottenere un  maggiore controllo della produzione’? Si stanno studiando nuove tecnologie di qualificazione rapide che si spera cambieranno il modo in cui le aziende qualificano le componenti  stampate in 3D e le componenti prodotte con altre  tecniche innovative. Essi hanno creato due nuovi Manufacturing dimostraction Facilities (MDF). La prima struttura si trova presso la Penn State University e si concentra esclusivamente sulla produzione di additivi metallici, mentre l’altra è presso il laboratorio di ricerca dell’esercito e si concentra sui materiali compositi incollati.

La struttura Penn State  concentrerà i propri sforzi su due aree principali. Il primo è il Rapid Low Additive Manufacturing (RLCAM), dove si utilizza la modellazione basata sulla fisica per prevedere le prestazioni dei materiali durante la sinterizzazione laser del metallo  di una lega a base di nichel. La seconda area è legata agli sforzi della DARPA nella fabbricazione di titanio (tiFAB), dove potranno utilizzare i modelli di fisica e i dati per determinare quali parametri abbiano un effetto sulle strutture additive.
Le aziende non possono permettersi di testare ogni componente prodotta da una stampante 3D. Invece dovrebbero essere in grado di testare solo una manciata di prodotti da un particolare ciclo di produzione e quindi sapere che tali prodotti campione sono rappresentativi dell’intero ciclo di produzione. È per questo che il programma di produzione di DARPA è così importante per il futuro della produzione di additivi, come una conoscenza approfondita dei processi e dei materiali in grado di salvare le aziende porta via un enorme quantità di tempo e di denaro. L’obiettivo finale di questi nuovi modelli dimostrativi è di creare dei riferimenti in cui le imprese e gli individui possano accedere ad un tesoro di modelli di processo e materiali.

“Storicamente, i vantaggi militari degli Stati Uniti sono stati forniti da innovazioni nei materiali e nella produzione”, ha detto Maher. “Più recentemente, i rischi che vengono da una nuova produzione hanno causato una mancanza di fiducia che ne ha soffocato l’adozione. Attraverso il programma Open Manufacturing, DARPA  abilita la comunità di produzione avanzata, fornendo le conoscenze, di controllo, e la fiducia per utilizzare queste nuove tecnologie. ”

Queste iniziative di DARPA potrebbero avere un forte impatto sul tasso di adozione all’interno dell’industria manifatturiera, in particolare in quelle aree che si concentrano sul settore aerospaziale e nella produzione di componenti militari. Con una organizzazione che ha la portata e la potenza di DARPA nel condurre questi sforzi, l’adozione su larga scala della produzione additivapuò diventare la norma  prima di quanto potremmo mai aver immaginato.

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