Pensatori, innovatori, pionieri

A 10 anni dalla nascita, ecco come si è trasformato, grazie al digitale e all’additive, il primo laboratorio Avio Aero per i motori aeronautici del futuro in partnership con il Politecnico di Torino.

gennaio 2019

La partnership tra Avio Aero e il Politecnico di Torino, da sempre, non è limitata alla tecnologia Additive Manufacturing con il TAL, Turin Additive Laboratory. Infatti, nel 2008 si inaugurò un progetto con un primo laboratorio, ancora oggi estremamente attivo poiché in fase di ampliamento e trasformazione.

Il laboratorio multidisciplinare GREAT Lab (Green Engine for Air Transportation) nacque con lo scopo di coordinare attività di ricerca condivise, nonché per individuare tematiche di interesse per l’evoluzione tecnologica in ottica “green engine”. Al GREAT Lab un team formato da ingegneri di Avio Aero, professori del Politecnico, ricercatori e tesisti è impegnato in una serie di studi collegati ai prodotti che storicamente hanno reso Avio Aero uno dei principali attori dell’industria aeronautico. Nel 2018, il laboratorio ha visto il coinvolgimento di oltre 40 membri nelle varie discipline, raggiungendo una cifra record dall’anno di fondazione grazie soprattutto a un aumento esponenziale nel numero di contratti di ricerca e di tesi magistrali svolte.

Questi ultimi dieci anni, se osservati dal punto di vista del GREAT Lab, evidenziano una crescita in termini di numeri e competenze, e raccontano persino dell’integrazione con GE Aviation. “Il GREAT Lab ci ha dato l’opportunità di lavorare in maniera libera, investendo su filoni di ricerca innovativi e facendo screening di tecnologie a basso TRL (Technological Readiness Level, ndr.), per selezionare quelle potenzialmente più efficaci per la roadmap di Avio Aero”, dice Marco Moletta, responsabile del laboratorio. “Inoltre, sin dall’inizio il laboratorio ha contato su un’anima ‘Digital’, orientata al miglioramento dei processi. Così, abbiamo sviluppato software che hanno notevolmente migliorato ed accelerato il nostro modo di lavorare, come ad esempio gli applicativi ‘Policontact’ e “PoliGear” che ci permettono di stimare accuratamente le ampiezze di vibrazione di elementi della turbina di bassa pressione o delle ruote dentate di una gearbox, e perciò di fare previsioni sullo stato di usura e sulla vita residua in servizio. O ancora, ‘Dyno’: l’applicativo che ci permette di studiare la dinamica dell’intero sistema motore.”

Marco Moletta in the middle of the team at the GREAT Lab

"Il nostro motto definisce la nostra missione: collaborare attraverso ricerca e sviluppo delle tecnologie in maniera molto operativa..."

Questi software, in un certo modo, stanno alla base dello studio di soluzioni digitali per l’aviazione di Avio Aero. Permettono attività predittive che consentono di risparmiare tempo nelle fasi di design e di evitare, o appunto anticipare, problemi sui componenti in servizio all’interno di motori aerei. “I nostri studi guardano ora al futuro” continua Moletta, “ci stiamo maggiormente focalizzando sull’integrazione tra la fase di progettazione e quella produttiva, partendo già dal design preliminare. Ovvero, per un nuovo prodotto, e quindi una nuova geometria, i due aspetti non sono più separati tra di loro ma sono collegati in maniera imprescindibile. In questo modo il designer avrà maggiore consapevolezza dell’impatto delle scelte di progetto sui costi del prodotto e sulla sua produzione in serie. Serve infatti il miglior compromesso tra la fase di design e quella produttiva per realizzare un buon prodotto.”

Il lavoro digitale del laboratorio, comunque, non prescinde dalla base fondante: i dati. Oggi ad esempio, il team del GREAT Lab - grazie alla raccolta di dati all’interno di un “data lake” - può gestire in maniera organica il volume dei dati sperimentali provenienti dai motori che rappresentano la base produttiva di Avio Aero. Questi dati sono preziosi perché permettono di migliorare il design, come di monitorare le flotte di motori in servizio. Ma non solo: al laboratorio si sta passando da una gestione locale e puntuale dei dati, a una globale e centralizzata a beneficio dei progettisti. I designer possono infatti accedere rapidamente e direttamente così da rispettare i tempi stringenti tipici delle analisi di monitoraggio della flotta. 

“Pensiamo di estendere tale metodologia, adottandola come standard per ogni motore di nuova produzione” dice Moletta. “Puntiamo a migliorare aspetti che in passato non avevamo preso in considerazione: infatti, ci piace definirci ‘System thinkers, additive innovators, digital pioneers’. Il nostro motto definisce la nostra missione: collaborare attraverso ricerca e sviluppo delle tecnologie in maniera molto operativa, integrando queste ultime ovunque fossero applicabili e risolvessero problemi all’interno dell’azienda, e permettendoci di creare nuove sinergie e di aprire nuovi filoni di indagine”.

Reasearch-activities-at-GREAT-lab

In effetti, considerando il lavoro, e la filosofia, che il GREAT Lab ha promosso sin dalla sua nascita, non sorprende il ruolo pionieristico intrapreso con l’adozione del design per l’Additive Manufacturing. Lo sviluppo dei dieci anni precedenti ha permesso di sedimentare le conoscenze e dunque di porre le basi per la fase successiva: la creazione del TAL. “Sono i nostri attuali vicini di ufficio”, spiega Moletta, “ci collaboriamo quotidianamente per integrare totalmente i processi di design e quelli di produzione. Lo stesso interesse a integrare e sviluppare insieme le fasi di design e produzione si sta oggi allargando anche alle tecnologie di manufacturing tradizionali, e ai loro processi di automazione. Trasformandoci nel tempo siamo rimasti al passo con le necessità innovative dell’azienda e abbiamo rielaborato la strategia di collaborazione con il Politecnico”.

Oggi, anche i team di laboratori come il GREAT Lab guardano al motore aeronautico nel suo insieme, con una visione di sistema. Prova lampante di questo è il lavoro condotto, sempre in collaborazione con i vicini del TAL, sul programma GE Catalyst. Conseguenza di tale visione è dunque l’impulso a esplorare nuove aree di ricerca nell’ambito di soluzioni alternative rispetto anche alle architetture motore tradizionali, ad ampliare lo spettro delle attività del Great Lab in collaborazione con il Politecnico e il suo vivaio di giovani talenti.

The Polytechnic of Turin campus here both TAL and GREAT Lab are located

"Collaboriamo quotidianamente con i nostri attuali vicini di ufficio, il team del TAL, per integrare totalmente i processi di design e quelli di produzione"

Senza dubbio, una formula vincente sia per l’azienda sia per l’università.  Nei laboratori i giovani ingegneri e ricercatori si mettono alla prova su tematiche complesse, reali, e lavorano all’interno di un sistema pienamente operativo: ricerca, studio, sviluppo, progettazione, produzione. “Questo permette a noi di ipotizzare nuove soluzioni in ambiti innovativi e ai ragazzi di conoscerci, di capire chi siamo, come funziona il settore e il lavoro in azienda. Per loro diventa un’ottima palestra che sviluppa e completa la figura professionale che andranno a ricoprire una volta laureati” conclude Moletta.

C’è ancora di più: gli ingegneri di Avio Aero insieme con i professori del Politecnico di Torino stanno gettando le basi per un corso universitario gestito in condivisione. Mentre studiano soluzioni e disegnano nuovi prodotti per l’industria dell’aviazione, quindi, gli ingegneri torneranno all’università, ma stavolta come docenti.