Progressi nella produzione nucleare grazie alla fabbricazione additiva ad arco di filo (WAAM)
Framatome, leader mondiale nella tecnologia dell'energia nucleare, ha cercato di esplorare la fattibilità della produzione additiva ad arco di filo (WAAM) per la produzione di componenti di grandi dimensioni e critici per la sicurezza. L'azienda ha scelto una girante in acciaio inossidabile in scala reale come caso di riferimento per testare la capacità di WAAM di garantire precisione dimensionale, integrità meccanica e ripetibilità.
La produzione convenzionale di una girante di questo tipo comporta tempi di consegna lunghi, forti scarti di materiale ed elevati costi di attrezzaggio. Framatome intendeva valutare se WAAM fosse in grado di fornire un'alternativa più rapida e flessibile, pur mantenendo gli standard rigorosi richiesti dall'industria nucleare.
Soluzione
MX3D ha collaborato con il team di ricerca e sviluppo di Framatome per produrre la girante utilizzando la sua tecnologia robotica WAAM. Il progetto è stato strutturato in tre fasi di sviluppo:
- Sviluppo della strategia di progettazione e stampa, compresa l'ottimizzazione e la simulazione del percorso digitale.
- Realizzazione di un prototipo parziale per convalidare i parametri di deposizione, il controllo del raffreddamento e la coerenza strutturale.
- Produzione di giranti in scala reale, che combina stampa di precisione, trattamento termico e finitura.
Per far fronte al peso totale della girante, pari a circa 1,4-1,5 tonnellate, MX3D ha dotato la sua macchina MX Metal AM di un manipolatore a due assi ad alto carico, che consente una rotazione e un'accessibilità controllate durante la stampa.
Processo
La girante è stata stampata in acciaio inox 316L utilizzando il sistema WAAM di MX3D. e. L'accuratezza dimensionale è stata verificata mediante scansione 3D in ogni fase chiave, sia in fase di stampa che di post-lavorazione, garantendo la completa tracciabilità del processo.
La geometria finale è stata ottenuta mediante fresatura CNCconfermando la fedeltà dimensionale e la qualità della superficie della girante stampata. Tutte le fasi sono state monitorate e registrate utilizzando il software MX3D MetalXL di MX3Dche fornisce una registrazione digitale dei parametri di deposizione, dei dati di temperatura e del controllo del processo.
Risultato
La collaborazione tra Framatome e MX3D ha dimostrato con successo che il WAAM è un metodo di produzione valido per componenti complessi e di grandi dimensioni nel settore nucleare. Il prototipo della girante ha raggiunto tutti gli obiettivi del progetto, dimostrando un'eccellente qualità del materiale, stabilità dimensionale e ripetibilità durante la produzione.
Questo risultato evidenzia il potenziale di WAAM nel ridurre i tempi di consegna, gli scarti di materiale e i costi rispetto ai percorsi di fabbricazione convenzionali, mantenendo la piena tracciabilità e la conformità agli standard industriali. Il progetto ha inoltre permesso di ridurre in modo significativo l'impronta di CO2 della produzione.
Per Framatome, il progetto rappresenta un importante passo avanti nell'integrazione delle tecnologie additive avanzate nella produzione nucleare. Per MX3D, conferma la forza di WAAM nella produzione di componenti di alto valore e mission-critical per una delle industrie più esigenti del mondo.
Dati del progetto
- Cliente: Framatome
- Parte: Prototipo di girante in scala reale
- Tecnologia: Produzione additiva ad arco di filo (WAAM)
