Ridefinire la produzione additiva:
Approfondimenti di Alex Kingsbury e della rivoluzione di nLight nel campo della modellazione del fascio di luce

26 novembre 2024 | Tempo di lettura: 5 min.

 

In questo episodio dell'Additive Snack Podcast, Alex Kingsbury si unisce al conduttore Fabian Alefeld per condividere il suo viaggio unico e la sua profonda esperienza nella produzione additiva (AM).

 

Background ed esperienza nel settore di Alex Kingsbury

Alex, che attualmente dirige l'attività AM di nLight, non è estranea al panorama della stampa 3D. La sua carriera è iniziata con una formazione in ingegneria chimica, che l'ha portata nell'industria mineraria e petrolifera come ingegnere di processo. In quel periodo, Alex si è specializzata nell'ingegneria dei costi, una competenza che in seguito si sarebbe rivelata preziosa per valutare la fattibilità finanziaria di metodi di produzione innovativi come l'AM.

Il vero ingresso di Alex nel mondo dell'AM è avvenuto grazie al suo lavoro presso la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), l'agenzia scientifica nazionale australiana. Il CSIRO è noto per aver spinto i confini della ricerca industriale e Alex aveva il compito di tradurre i nuovi sviluppi scientifici in soluzioni commercialmente valide.

Gran parte del suo lavoro si è concentrato sull'utilizzo delle abbondanti risorse naturali australiane per creare polveri metalliche, che l'avrebbero poi condotta nel campo in crescita dell'AM dei metalli. Lavorare con varie polveri metalliche e testarne il potenziale nella metallurgia delle polveri ha permesso ad Alex di conoscere da vicino l'aspetto dei materiali dell'AM. Nel 2011 ha partecipato a un progetto che utilizzava tecnologie additive per i metalli, tra cui una macchina Arcam EBM, che ha segnato la sua prima esperienza pratica con una stampante per metalli.

Dopo diversi progetti di successo presso il CSIRO, Alex è diventata industry fellow presso la RMIT University, bilanciando il suo ruolo di ponte tra il mondo accademico e l'industria. La sua spinta all'innovazione e la sua esperienza sia nella ricerca che nell'applicazione pratica l'hanno resa il candidato ideale per un ruolo di leadership presso nLight, un produttore di laser con sede negli Stati Uniti. La sua decisione di entrare in nLight è stata dettata da due fattori: l'opportunità di lavorare con un team di talento e la possibilità di portare tecnologie laser all'avanguardia nel settore AM.

Con oltre un decennio di esperienza, Alex continua a sostenere i progressi della tecnologia AM, sottolineando che l'apprendimento continuo e la collaborazione sono essenziali per sfruttare il potenziale della AM. Ora, come figura chiave di nLight, sta contribuendo a plasmare il futuro dell'AM attraverso le innovazioni della tecnologia laser, come il beam shaping, che promettono di ridefinire le capacità produttive delle industrie di tutto il mondo.

 

Il ruolo di nLight e il potenziale del Beam Shaping nell'AM

Nel suo ruolo presso nLight, Alex si occupa di far progredire la tecnologia laser specificamente adattata alle esigenze dell'AM. nLight offre un approccio unico al settore grazie alla sua struttura integrata verticalmente, che produce tutto, dai chip per semiconduttori ai sottosistemi laser completi. Questa struttura consente al team di innovare rapidamente e di progettare soluzioni laser ottimizzate per applicazioni specifiche. Con la sua duplice attenzione ai settori commerciale e della difesa, nLight sfrutta i progressi delle applicazioni della difesa, creando un effetto "trickle-down" che aiuta a portare le tecnologie ad alte prestazioni nei mercati commerciali.

Uno dei contributi più significativi di nLight all'AM è lo sviluppo della tecnologia di modellazione del fascio di luce, che ha cambiato le carte in tavola nella produzione di precisione.

I laser tradizionali nell'AM utilizzano profili di fascio gaussiani - forme laser standard che concentrano il calore in un singolo punto. Al contrario, la tecnologia di modellazione del fascio di nLight, in particolare il laser AFX con un profilo "ad anello" o "a ciambella", consente di distribuire l'energia in modo più uniforme sulla superficie. Questa innovazione crea un bacino di fusione più ampio e stabile che riduce al minimo gli schizzi di materiale e aumenta la consistenza della costruzione, essenziale per migliorare la qualità dei pezzi in AM.

I vantaggi del beam shaping sono particolarmente interessanti per le applicazioni ad alta richiesta. Alex spiega come questa tecnologia consenta ai sistemi AM di ottenere una maggiore produttività ampliando l'area di copertura effettiva del laser, riducendo i tempi di costruzione senza sacrificare la qualità. Offrendo il controllo sulle forme del fascio, il laser AFX di nLight consente ai produttori di passare da modalità più precise e focalizzate sui dettagli a impostazioni ad alta velocità e ad alta potenza, adatte a pezzi più grandi. Questa flessibilità ha reso la modellazione del fascio particolarmente preziosa nei settori in cui produttività e precisione sono fondamentali, come quello aerospaziale e della difesa.

La modellazione del fascio apre nuove possibilità per l'AM nelle costruzioni complesse e di grande formato. Come sottolinea Alex, le innovazioni di nLight offrono un equilibrio tra velocità e qualità che espande il potenziale applicativo dell'AM, consentendo alle industrie di sfruttare sia i metodi tradizionali che quelli additivi per soluzioni di produzione più complete.

Sfide e futuro della modellazione del fascio e dell'AM in generale

Sebbene la tecnologia di modellazione del fascio sia trasformativa, la sua implementazione nei sistemi esistenti presenta sfide uniche. Alex sottolinea che il successo dell'adozione di questa tecnologia dipende non solo dall'hardware, ma anche da un software sofisticato in grado di controllare e ottimizzare questi profili laser avanzati. Affinché il beam shaping raggiunga il suo pieno potenziale, le piattaforme AM devono integrarsi perfettamente con i laser AFX di nLight, il che richiede una collaborazione con gli OEM per garantire che le macchine, le ottiche e il software siano in grado di supportare livelli di potenza più elevati e la personalizzazione del fascio.

Un altro aspetto essenziale per far progredire il beam shaping nell'AM è la formazione del settore. Poiché la tecnologia di modellazione del fascio è relativamente nuova nello spazio additivo, molti utenti non ne conoscono i vantaggi e il potenziale applicativo. nLight ha intrapreso azioni proattive per colmare questo divario di conoscenze, ospitando seminari e forum di utenti per introdurre gli ingegneri AM e gli utenti finali alle capacità della modellazione del fascio. Sensibilizzando l'opinione pubblica e fornendo risorse educative, nLight intende aiutare i professionisti dell'AM a capire come la modellazione del fascio possa aumentare la produttività, migliorare le proprietà dei materiali e aprire nuove possibilità di applicazione.

Guardando al futuro, Alex è entusiasta della prossima ondata di innovazioni di nLight, tra cui il lancio del laser AFX da 2 kilowatt. Questa innovazione raddoppia di fatto la potenza dei modelli precedenti, consentendo velocità di produzione ancora più elevate e una più ampia applicabilità in settori ad alta domanda come l'aerospaziale e la produzione industriale. Per quanto riguarda la modellazione del fascio, la maggiore capacità di potenza significa pool di fusione più ampi, maggiore stabilità e velocità di produzione ulteriormente migliorate, il tutto senza compromettere la qualità del pezzo finale. Alex ritiene che, se nLight continuerà a spingere i confini della tecnologia laser, il beam shaping diventerà una caratteristica standard dell'AM, dando il via a una nuova era di produzione ad alta velocità e di alta qualità.

Per Alex, il futuro dell'AM risiede in tecnologie come il beam shaping che offrono miglioramenti tangibili alla produttività e alla qualità dei pezzi. Grazie alla possibilità di realizzare pezzi più grandi, di produrre in modo più fluido e di ottenere risultati più affidabili, i progressi laser di nLight stanno ponendo le basi per una nuova generazione di applicazioni AM in diversi settori.

 

Conclusione

L'apparizione di Alex Kingsbury nel Podcast Additive Snack offre uno sguardo affascinante su come innovazioni come il beam shaping stiano ridefinendo il potenziale della produzione additiva. Grazie al suo ruolo presso nLight, Alex è pioniera di una tecnologia che affronta le sfide critiche dell'AM in termini di produttività, qualità e coerenza. Con la modellazione del fascio, i produttori ottengono la flessibilità di produrre parti di alta qualità più velocemente e su scala più ampia, particolarmente preziosa in settori come l'aerospaziale, la difesa e la produzione industriale.

 

Collegatevi con Alex Kingsbury e il team di Additive Snack