La dott.ssa Anna Ermakova, ricercatrice senior presso la Facoltà di Ingegneria Elettrica, Elettronica e Meccanica dell’Università di Bristol, racconta la sua esperienza di ingresso nel settore, quali tecnologie ritiene abbiano il maggior potenziale per il futuro e perché sceglie di tornare ogni anno al CWIEME di Berlino. 

Cosa ti ha spinto inizialmente a interessarti al settore dell'ingegneria elettrica e dell'avvolgimento delle bobine?

Sono stato attratto dall'ingegneria elettrica, in particolare dall'avvolgimento delle bobine, poiché gli avvolgimenti sono fondamentali per le prestazioni delle macchine elettriche. Essi hanno un impatto diretto sull'efficienza, sulla gestione termica e sulla densità di potenza, quindi anche piccoli miglioramenti progettuali possono fare una differenza significativa. 

Ciò che mi ha interessato in modo particolare è stata l'opportunità di utilizzare la produzione additiva per superare i limiti della progettazione convenzionale degli avvolgimenti. Ciò ha aperto la possibilità di ripensare la geometria dei conduttori, integrare il raffreddamento in modo più efficace e affrontare la progettazione delle macchine in modi che la produzione tradizionale non consente. È stata proprio questa combinazione di miglioramento delle prestazioni e libertà di progettazione ad attrarmi verso questo settore.

Potresti raccontarmi brevemente la tua esperienza nel settore?

Il mio percorso professionale unisce la produzione manifatturiera, la ricerca nel campo della produzione additiva e lo sviluppo di macchine elettriche. Ho acquisito le mie basi pratiche nel settore manifatturiero lavorando in Cina, dove ho avuto modo di conoscere un’ampia gamma di metodi di produzione convenzionali.

Quell’esperienza mi ha permesso di comprendere a fondo come vengono realizzati i prodotti, mettendo al contempo in luce alcuni dei limiti della produzione tradizionale, tra cui lo spreco di materiale, i vincoli geometrici e i costi di attrezzatura. 

La produzione additiva si è distinta perché offriva un modo per superare molte di queste sfide. Questo mi ha portato a proseguire la ricerca in questo campo e ho completato un lavoro presso la Cranfield University sull'integrità strutturale dei componenti in acciaio realizzati con produzione additiva ad arco. Attualmente lavoro presso l'Università di Bristol come membro del team Electrical Machine Works, dove mi occupo principalmente dell'applicazione della produzione additiva alle macchine elettriche, in particolare agli avvolgimenti. 

Il mio lavoro comprende lo sviluppo di strumenti di progettazione flessibili per bobine AM, lo studio di come ottenere proprietà dei materiali paragonabili a quelle dei conduttori convenzionali, il miglioramento delle strategie di isolamento e il contributo alla connessione tra progettazione digitale e produzione digitale per le macchine elettriche di prossima generazione.

Perché hai deciso di partecipare al CWIEME di Berlino?

CWIEME Berlin è un evento importante perché riunisce ricercatori, produttori, fornitori e leader del settore dell’ingegneria elettrica e dell’avvolgimento di bobine. Per me è particolarmente prezioso perché crea un collegamento diretto tra la ricerca e le reali capacità produttive. Ci offre l’opportunità di dialogare con i fornitori, conoscere gli ultimi sviluppi nei materiali e nei processi di produzione, comprendere le attuali sfide produttive e instaurare nuove collaborazioni. 

È anche un'occasione per mostrare il lavoro che stiamo svolgendo all'Università di Bristol e per evidenziare come la produzione additiva possa contribuire al futuro delle macchine elettriche. Eventi come CWIEME sono importanti perché il progresso in questo campo dipende da forti legami tra progettisti di macchine, esperti di materiali e specialisti della produzione.

Cosa non vedi l'ora di vedere all'evento di quest'anno?

Non vedo l'ora di scoprire gli ultimi sviluppi nel campo della produzione additiva, dei materiali avanzati e delle tecnologie di produzione delle bobine, in particolare quelli che potrebbero contribuire a migliorare le prestazioni delle macchine elettriche. Sono particolarmente interessato a incontrare fornitori e sviluppatori di tecnologie che stanno ampliando i confini del possibile nella lavorazione del rame, nei sistemi di isolamento, nell'integrazione del raffreddamento e nella progettazione orientata alla produzione. 

Non vedo l'ora di partecipare alle conversazioni che si terranno durante l'evento, perché spesso queste discussioni rivelano i veri colli di bottiglia e indicano dove la collaborazione può fare la differenza. Per il nostro team è inoltre entusiasmante condividere il nostro lavoro più recente e parlare con persone interessate a come la produzione additiva possa passare dalla ricerca alle applicazioni concrete nelle macchine elettriche. 

Quale tecnologia pensi che avrà il maggiore impatto nei prossimi dieci anni?

Nei prossimi dieci anni, mi aspetto che la produzione additiva (AM) diventi una tecnologia abilitante sempre più importante per le macchine elettriche ad alte prestazioni. Il suo principale punto di forza è la libertà di progettazione che offre. Anziché essere limitati dalle forme standard dei cavi e dai metodi di assemblaggio convenzionali, potremo iniziare a riprogettare avvolgimenti, sistemi di raffreddamento e componenti strutturali come un unico sistema più integrato. Ciò potrà portare a migliori prestazioni elettromagnetiche, a una gestione termica ottimizzata, a strutture più leggere e, in ultima analisi, a una maggiore densità di potenza. 

Ritengo inoltre che l'impatto maggiore deriverà non solo dalla tecnologia di stampa in sé, ma dalla combinazione di strumenti di progettazione digitale e produzione digitale. Man mano che tali strumenti miglioreranno, gli ingegneri saranno in grado di automatizzare e ottimizzare le geometrie delle bobine in modi che oggi non sono semplicemente possibili. Ciò sarà probabilmente particolarmente importante in settori ad alte prestazioni come quello aerospaziale e automobilistico.