Stampa 3d e fibra di carbonio per migliorare il trasporto ferroviario

L’Università di Huddersfield nel Regno Unito ha ricevuto 300.000 sterline (415 milioni di dollari) di finanziamento per sostenere lo sviluppo di un “materiale rotabile” più leggero, più efficiente e più confortevole per i veicoli ferroviari. Il progetto studierà l’uso di nuovi materiali, come i materiali compositi in fibra di carbonio, nonché nuove tecnologie di produzione, come la stampa 3D, per il miglioramento della costruzione del carrello ferroviario *.

All’interno dell’UE, i treni forniscono un’importante rete di trasporto sia per le persone che per le merci, quindi è fondamentale mantenere i veicoli e le strade ferrate manuntenute e aggiornate.

Il progetto di ricerca, parte del programma RUN2RAIL a livello europeo, è diretto dall’Istituto per la ricerca ferroviaria (IRR) dell’Università di Huddersfield. RUN2RAIL, che a sua volta rientra in una più ampia iniziativa sostenuta dall’UE, Shift2Rail, finalizzata al miglioramento e alla modernizzazione dei veicoli ferroviari, ha un finanziamento complessivo di oltre due milioni di euro.

Con il suo finanziamento da 300.000 sterline, il team di Huddersfield lavorerà in collaborazione con il Politecnico di Milano, i consulenti RINA e lo studio di ingegneria italiano Blue Group per esplorare le potenzialità dell’utilizzo di nuovi materiali per far progredire e ottimizzare i componenti degli ingranaggi per veicoli ferroviari.

Attualmente, i telai in acciaio sono il materiale ideale per la produzione di carrelli ferroviari e attrezzature da corsa, che sono resistenti e durevoli, ma sono limitati in termini di forme che possono assumere. Rivolgendosi a materiali nuovi e versatili come i materiali compositi in fibra di carbonio, che sono allo stesso tempo leggeri, manipolabili e resistenti, le porte per il design e le funzioni del telaio del treno potrebbero aprirsi.

Come ha spiegato il professor Simon Iwnicki, direttore dell’IRR: “Puoi avere un numero qualsiasi di curve o forme e quindi costruire la forma che desideri realmente, mentre con una struttura in acciaio ci sono solo un certo numero di forme che puoi realizzare. Inoltre, la fibra di carbonio è molto più leggera e puoi mettere il materiale esattamente dove lo vuoi, il che lo rende ancora più leggero. ”

Uno dei vantaggi chiave dei materiali compositi in fibra di carbonio è che possono essere prodotti in modo additivo praticamente in qualsiasi forma o struttura. Questo aspetto del materiale non è perso nel team di Huddersfield, in quanto prevede di costruire telai dei carrelli ferroviari utilizzando un sistema di produzione additivo robotizzato.

Anche la stampa 3D in metallo sarà esplorata allo scopo di produrre nuove parti di veicoli ferroviari, come box per assali e supporti dei freni. Il team di ricerca afferma che mentre la tecnologia continua ad avanzare, le sue applicazioni per la produzione di treni diventeranno ancora più praticabili.

Detto questo, il professor Iwnicki sostiene che le tradizionali costruzioni in acciaio saranno ancora utilizzate per costruire le ruote del treno. “Abbiamo preso in considerazione l’utilizzo di materiali alternativi per mozzi ruota o assali, ma le modalità di guasto e i rischi non sono ancora completamente compresi. Ma stiamo guardando a questo “, ha detto.

In definitiva, il progetto sta cercando di migliorare il trasporto ferroviario con nuovi materiali e tecnologie rendendo i rotabili “più leggeri, affidabili, confortevoli e silenziosi”. Il progetto RUN2RAIL è già in corso e sarà finanziato fino al suo completamento previsto nell’agosto 2019 .

* Se non si è in grado di accelerare il gergo ferroviario, un carrello è la struttura del telaio su un treno o un veicolo a rotaia che unisce gli assi delle ruote al carrello.

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