Design, costruzione e post-processing del prototipo di uno scambiatore di calore acqua-olio prodotto attraverso l’Additive Manufacturing = Design, production, and post-processing activities of the prototype of a water-oil heat exchanger made through the process of Additive Manufacturing

In campo aerospaziale, per essere competitivi, è necessario investire su processi di produzione innovativi che puntino a consentire, in un futuro prossimo, un aumento della complessità raggiungibile in un prodotto, accompagnata da un aumento della sua qualità. Seguendo questa filosofia, nell’elaborato sono stati trattati lo sviluppo, la produzione e le attività di post-processing del prototipo di uno scambiatore di calore acqua-olio prodotto utilizzando l'innovativo processo di Additive Manufacturing. Il prototipo è stato commissionato dall’azienda I.C.P. Srl, la quale produce velivoli ultraleggeri e sta attualmente sviluppando un motore proprio. L’obbiettivo che si è perseguito è stato quello di realizzare uno scambiatore più leggero e con minori perdite di carico rispetto a quello che viene utilizzato attualmente dall'azienda. Grazie all’Additive Manufacturing è stato possibile raggiungere questo obbiettivo realizzando il prototipo di scambiatore in un blocco unico. Il progetto è stato svolto in collaborazione con l’azienda Ellena Spa, la quale si occupa di lavorazioni CNC e Additive Manufacturing in svariati settori come quello aerospaziale, e i suoi ingegneri. Come detto sopra, all’interno dell’elaborato è stato descritto il processo di design CAD dello scambiatore, in particolare del suo interno, il quale ha subito numerose variazioni a seguito di un processo iterativo necessario per raggiungere una geometria che potesse essere effettivamente realizzata con il metodo di produzione scelto. La soluzione finale a cui si è giunti risulta essere un ibrido tra il tradizionale scambiatore di calore composto da condotti immersi in una vasca e uno scambiatore a struttura trabecolare. In questo modo è stato possibile ottenere una struttura interna autoportante che, dunque, non necessita di supporti interni, i quali sarebbero potuti essere rimossi dall’interno dello scambiatore. Raggiunta la geometria finale, lo scambiatore è stato prodotto da Ellena e, nell’elaborato, si è proceduto a descriverne il processo produttivo e le attività di post-processing come la completa rimozione delle polveri d'alluminio dal suo interno.