ISAR è pronta al decollo!

Azienda:       Isar Gears
Prodotto:      Trasmissioni elettroniche
Settore:         Aerospaziale
Servizio:        Sinterizzazione laser diretta dei metalli

L’ingegneria aerospaziale è sempre stato uno dei settori più innovativi. Ogni oggetto viene progettato per avere un’eccezionale capacità di carico e soddisfare al contempo i requisiti di leggerezza e ingombro ridotto. La domanda crescente di trasmissioni elettriche porta con sé ulteriori sfide. Isar Gears a Ismaning, Germania, è molto contenta di rispondere a queste sfide sapendo di poter contare sulla conoscenza e il supporto esperto di Protolabs.

Un aereo con un comando elettrico e una trasmissione a propulsore in grado di funzionare sia orizzontalmente che verticalmente. Questo era il briefing per l’ultimo sviluppo che Albert Wimmer, Amministratore delegato di Isar Gears, e il suo team avrebbero dovuto realizzare. “È un progetto molto entusiasmante perché l’olio della trasmissione deve raggiungere ogni punto del sistema." Il cliente ha scelto il piccolo team di Isar dopo averne esaminato i progetti precedenti.

Gli specialisti in trasmissioni

Isar Getriebetechnik KG si specializza in sistemi di azionamento in grado di raggiungere velocità di gran lunga superiori ai 100.000 giri/minuto, trasmissioni turbo che operano nell’ordine del megawatt e, in generale, in trasmissioni e scatole del cambio ad alte prestazioni. L’azienda sviluppa principalmente trasmissioni prototipo con pochi pezzi di serie. I clienti apprezzano i tempi di sviluppo molto brevi e utilizzano le loro trasmissioni per applicazioni nel settore dell'aviazione e automotive o a scopi di ricerca. L’ampia gamma di prodotti dell’azienda varia dalle piccole e micro-trasmissioni agli enormi dispositivi di prova progettati per supportare carichi estremi. Un esempio della sua sofisticata ingegneria di trasmissione è la trasmissione dell’adattatore da 1,9 megawatt per un dispositivo di prova per elicotteri. Un’altra area di attività si focalizza maggiormente su servizi pionieristici quali gli studi preliminari di prodotti futuri. Costruzioni leggere e delicate possono sempre offrire prestazioni considerevoli.

Una trasmissione elettrica per l’aviazione

Non sorprende affatto che all’amministratore delegato Albert Wimmer sia stato conferito l’incarico di progettare una nuova trasmissione per propulsore. “ Il nostro cliente, un’azienda operante nel settore dell'aviazione, intendeva realizzare un motore elettrico completamente nuovo, dalla velocità relativamente elevata. Ci ha incaricato di progettare il riduttore di velocità che guida il propulsore. La difficoltà consiste nella rotazione dell’intera unità, perché ogni posizione deve essere lubrificata.”

Per raggiungere l’obiettivo, il team Isar ha costruito un sistema di canali dalle venature fini con ugelli di uscita dell’olio pompato al suo interno. La soluzione teorica è stata presentata inizialmente con la creazione e la visualizzazione del sistema tramite l’applicazione CAD 3D, il software Creo. Successivamente, si è resa necessaria la presenza di un solido prototipo. Non è stato possibile avvalersi delle tecniche di produzione CNC tradizionali in quanto con la fresatura era difficile ottenere gran parte della complessa geometria oppure si rendevano necessari design tecnici estremamente complicati. Albert Wimmer cercava dunque un fornitore di servizi di produzione 3D all’altezza del compito e in Protolabs riuscì a trovare ciò che voleva: "Abbiamo optato per il processo di sinterizzazione dei metalli, eseguito da Protolabs nella vicina Eschenlohe. Siamo rimasti piacevolmente colpiti dall’incredibile velocità di ricezione del preventivo e di evasione dell’ordine, in appena 15 giorni lavorativi."

Risultati immediati

I primi prototipi hanno immediatamente permesso di intravvedere nuovi sviluppi per il prodotto. Il labirinto di canali di lubrificazione lasciava residui di polvere che non potevano essere puliti. Pertanto, la tappa di sviluppo successiva ha previsto la creazione di punti di uscita dalle dimensioni maggiori, per consentire lo svuotamento dei canali. Queste aperture potevano essere successivamente richiuse con inserti. Anche lo spessore delle pareti è stato aumentato in alcuni punti per aumentare la stabilità.

"Grazie a Protolabs, le revisioni necessarie sono state eseguite molto più rapidamente di quanto i fornitori tradizionali avrebbero impiegato”, dichiara Albert Wimmer. “Protolabs ha anche fornito dei preziosi suggerimenti per realizzare design maggiormente orientati alla produzione con geometrie di supporto speciali, ecc. Questa collaborazione ha contribuito a velocizzare il processo di produzione. Ora disponiamo di un sistema funzionante composto da motore, trasmissione, pompa integrata e flangia di uscita. Siamo già nella fase di sviluppo successiva nella quale la pompa non solo fa circolare l’olio di trasmissione, ma raffredda anche immediatamente il motore", afferma Albert Wimmer.

Risparmi di tempo e precisione sono fattori importanti quando si devono assegnare i contratti per la prestazione di servizi di produzione. Un altro pezzo essenziale ribadisce questo concetto: “Il supporto della corona dentata, elicoidale al suo interno, presenta una geometria molto complessa che comporta tempi di lavorazione molto lunghi con i processi di produzione standard. Ma non con Protolabs. L’azienda ha prodotto mediante sinterizzazione del metallo un pezzo completamente funzionale nei consueti tempi ridotti”, spiega con entusiasmo l’amministratore delegato Wimmer.

I dati del modello vengono semplicemente caricati sulla piattaforma di preventivazione online di Protolabs, dove sono sottoposti a uno studio di fattibilità. Il design viene ottimizzato in stretta collaborazione con il cliente. Questa analisi è gratuita. Non appena il cliente dà la sua approvazione, la produzione ha inizio.

Produzione 3D alla pressione di un tasto

Albert Wimmer is happy to have found a partner with the resources to master the complexity of additive manufacturing: "For us, Protolabs is simply the 3D manufacturer at the touch of a button. We have a supplier with a full range of procedures and materials and who is always up to date with the latest technology. In addition, they offer sound advice and simple order processing. It means we can always find the optimal method for any requirement. Their comprehensive services and extremely fast and punctual production take a lot of pressure off us. They allow us to focus fully on our projects while benefiting from state-of-the-art technology."

Saluti dal futuro

Albert Wimmer è soddisfatto di avere trovato un partner che possiede le risorse necessarie per gestire le complessità della produzione additiva: "Per noi, Protolabs è il produttore di pezzi realizzati in 3D disponibile alla semplice pressione di un tasto. Questa azienda nostro fornitore offre una gamma completa di procedure e materiali ed è sempre aggiornata sulle ultime tecnologie. Inoltre, offre un servizio di consulenza esperta e una semplice procedura di evasione degli ordini. Questo significa che riusciamo sempre a trovare il metodo di produzione ottimale per qualsiasi nostro requisito. I servizi completi e la produzione estremamente rapida e puntuale di Protolabs ci evitano molta pressione e ci permettono di concentrarci completamente sui nostri progetti, beneficiando al contempo della tecnologia di punta."