Feasibility study of utilising aluminium alloy Al2319 in wire and arc additive manufacturing process for aerospace applications

Aluminium alloys are one of the main materials used in the aerospace industry, due to their relatively low density and high strength, reachable with heat treatments. Components are conventionally obtained from casted solid blocks through subtractive process, leading to high buy-to-fly ratio, and therefore high cost per part due to the manufacturing cycle time and machining costs. Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) has been the subject of numerous research activities in recent years and represents an opportunity to reduce wastage and manufacturing time. This additive manufacturing technology is well suited for low-medium complex large scale parts, being characterised by a high deposition rate and reduced post machining times, due to the near-net-shape manufacture.

Le leghe di alluminio sono uno dei principali materiali utilizzati nell’industria aerospaziale, data la loro bassa densità e l’elevata resistenza raggiungibile a seguito di trattamenti termici. I componenti sono convenzionalmente ottenuti dalla lavorazione di blocchi attraverso processi sottrattivi, comportando un elevato rapporto di “buy-to-fly”, quindi a un costo elevato per parte a causa dei lunghi tempi di produzione e degli elevati costi di lavorazione. Il processo di Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) è stato oggetto di numerose attività di ricerca negli ultimi anni e rappresenta un’opportunità per ridurre gli sprechi e i tempi di produzione. Questa tecnologia di manifattura additiva è particolarmente adatta per componenti di media-bassa complessità con elevate dimensioni, essendo caratterizzata da un alto tasso di deposizione e tempi di post-lavorazione ridotti, grazie alla produzione near-net-shape.