Intervista a Emma Molobi sulla produzione additiva per infrastrutture ferroviarie
La stampa 3D e la produzione additiva stanno diventando strumenti importanti nel settore dell’ingegneria. Uno sviluppo nascente sta avvenendo nel settore ferroviario che sta cercando di utilizzare la tecnologia per migliorare l’infrastruttura ferroviaria. In questa intervista, Emma Molobi descrive l’importanza della produzione additiva e fa anche riferimento al settore ferroviario.
Qual è la tua esperienza con AM?
La stampa 3D è diventata una tecnologia di produzione rivoluzionaria che ha cambiato il modo in cui i prodotti sono progettati e realizzati. AM è descritta come una tecnologia di produzione dirompente perché offre un nuovo progetto che altererà i metodi tradizionali di produzione dei metalli come la fusione, lo stampaggio, la lavorazione, la saldatura e le pratiche di forgiatura per citarne alcuni.
AM esiste da decenni in vari livelli di sofisticazione, tuttavia il ronzio attorno a questa tecnologia è stato recentemente alimentato soprattutto nell’industria metalmeccanica e ciò è stato dovuto ai suoi vantaggi, in particolare: la produzione di componenti quasi a forma di rete che non richiedono taglio aggiuntivo, tempi di consegna più brevi, produzione di componenti personalizzati e di forma complessa. Rispetto ai metodi di produzione convenzionali come i processi di fusione e stampaggio, le tecnologie AM non richiedono schemi di fabbricazione, con conseguenti risparmi sui costi di produzione. L’uso di AM nell’industria può diventare un gateway non solo per la fraternità della produzione di metalli, ma anche per il rinnovo e il ricondizionamento di componenti che hanno raggiunto il loro ciclo di vita operativo. Sono personalmente coinvolto nell’uso diLa tecnologia Laser Engineered Net Shaping (LENS) , che è un processo AM che utilizza polvere come materiale di base che si deposita direttamente su un substrato. Il calore proveniente da una sorgente laser viene utilizzato per fondere la polvere in un processo strato per strato e quindi formare rapidamente un componente 3D dopo il raffreddamento.
Questo processo può essere utilizzato nella produzione e nella riparazione di una vasta gamma di materiali come acciai inossidabili, acciai per utensili, nichel, cobalto e leghe di titanio. L’uso di laser come fonte di calore presenta un vantaggio di bassi input di calore, che è importante durante i processi di ristrutturazione, garantendo così che l’integrità metallurgica del componente originale non venga alterata.
La macchina LENS di Optomec
Come ingegnere metallurgico senior presso Transnet Engineering , in che modo l’organizzazione ha adottato la stampa 3D e la produzione additiva nelle sue operazioni?
Le industrie ferroviarie costituiscono la spina dorsale dell’industrializzazione in cui sono costruite infrastrutture e poli industriali. La manutenzione innovativa e il miglioramento dell’efficienza sono alcuni dei vantaggi specifici del settore ferroviario 4.0. Inoltre, l’infrastruttura ferroviaria dell’Africa mira a stabilire un collegamento ferroviario e oleodotto intercontinentale che promuoverà il commercio intra-africano. Questo concetto di espansione richiede processi di produzione che producano componenti di buona integrità con elevata produttività, nel minor tempo possibile.
La produzione additiva nel settore ferroviario in Sudafrica è ancora in fase di ricerca e sviluppo, la sua adozione è principalmente nel settore aerospaziale. Tuttavia, l’integrazione di tecnologie di produzione convenzionali e avanzate sotto forma di processi ibridi è in fase di revisione e indagine sulla fattibilità della produzione di massa. Il progetto per il futuro sistema ferroviario, portuale e di gasdotti risiede nei concetti dell’industria 4.0, che comprende la produzione additiva.
All’interno della macchina LENS® durante la deposizione
Sei un membro di Women in 3D printing. Puoi descrivere l’organizzazione e il suo impatto sulla stampa 3D e sulla produzione additiva?
Women in 3D printing è un’organizzazione senza fini di lucro che mira a promuovere e supportare le donne nel settore AM. La missione è aumentare la visibilità delle donne e incoraggiare il coinvolgimento delle donne nelle tecnologie di stampa 3D.
Il mio ruolo di donna nella produzione additiva è di promuovere e creare consapevolezza nell’arena ingegneristica del Sudafrica. All’inizio di quest’anno ho presentato alla Conferenza sulla tecnologia laser per creare una consapevolezza del ruolo e dei benefici dei laser nell’industria 4.0. La produzione intelligente è un concetto di industria 4.0 che comprende le tecnologie AM. Affinché l’Africa e il resto del mondo realizzino appieno i concetti dell’industria 4.0, abbiamo bisogno di collaborazione tra persone di generi, razze e background diversi per garantire un’equa rappresentanza.
Il coinvolgimento delle donne nell’arena AM aumenterà le donne nella forza lavoro e amplierà il divario economico di genere. Nel 2018 ho presentato al 8 ° Annual Women in convenzione Ingegneria in Sud Africa, Johannesburg ed era abbastanza chiaro che abbiamo bisogno del coinvolgimento di più donne in AM per diversificare l’industria. Attualmente, la partecipazione delle donne all’AM è una nicchia in quanto questa tecnologia deve ancora essere completamente commercializzata.
Dal tuo punto di vista, quale ruolo significativo svolgono la stampa 3D e la produzione additiva in Ricerca e Sviluppo?
Tecnologie AM come Laser Engineered Net Shaping (LENS) sono state applicate con successo a una vasta gamma di materiali. I vantaggi di AM rispetto alle tecnologie di produzione convenzionali hanno suscitato interesse nel settore dei metalli duri anche se questo processo non è stato ancora commercializzato.
I metalli duri hanno trovato un utilizzo onnipresente in settori industriali come l’industria mineraria, automobilistica, aerospaziale, petrolchimica e siderurgica. Ciò ha portato ad un aumento della domanda e della produzione di metalli duri, vale a dire metalli duri a base di tungsteno a livello globale. Sono ancora necessarie molte ricerche per fornire una comprensione scientifica fondamentale della produzione di metalli duri utilizzando processi AM come la tecnologia LENS®. L’uso dell’AM nell’industria dei metalli duri può essere utile per superare gli svantaggi posti dai metodi di produzione convenzionali che includono: tempi di produzione più lunghi, l’uso di dispositivi e schemi aggiuntivi che porteranno all’aumento dei costi di produzione.
Attualmente sto perseguendo un dottorato di ricerca. con l’Università della Witwatersrand in AM nell’industria dei metalli duri. Questa ricerca è finanziata dal Dipartimento per la scienza e la tecnologia (DST) del Sudafrica e dalla National Research Foundation (NRF), Centro di eccellenza per i materiali forti. In collaborazione con il Consiglio di ricerca scientifica e industriale (CSIR), all’interno del National Laser Center (NLC), la ricerca fornirà un contributo scientifico ed economico alla fattibilità dell’utilizzo delle tecnologie AM per la fabbricazione di componenti in metallo duro e anche per guidare la commercializzazione aspetto in Sudafrica.