Formlabs rivoluziona la stampa 3D grazie all'innovazione dei materiali

Ogni giorno vengono realizzate migliaia e migliaia di parti con la produzione additiva. Nel corso degli anni sono stati spesi miliardi (e infinite ore di sviluppo) per i componenti hardware che servono a produrre queste parti. L'obiettivo era quello di renderli sempre più affidabili, precisi, rapidi e adatti alla creazione di geometrie intricate e complesse.

Le stampanti 3D, tuttavia, non rappresentano l'unica variabile importante dell'equazione. Grazie a sofisticati programmi CAD e potenti stampanti 3D, le organizzazioni di qualsiasi dimensione sono in grado di produrre parti personalizzate incredibilmente dettagliate. Ma di cosa sono fatte queste parti? Qual è la loro funzione? Le proprietà dei materiali di queste parti hanno la stessa importanza della loro forma, ma per molto tempo la scienza dei materiali ha mantenuto un ruolo defilato rispetto all'ambito hardware e software. Come ha dichiarato Drew Prindle di Digital Trends: "La produzione additiva è stata ostacolata da una scelta molto limitata in termini di materiali. Puoi stampare tutto quello che vuoi, purché sia in plastica semplice".

Noi di Formlabs abbiamo idee diverse sui materiali. Dedichiamo da sempre un grande impegno allo studio di formulazioni rivoluzionarie che consentano di creare applicazioni avanzate, così come abbiamo fatto per le nostre stampanti professionali e facili da usare. E con il passare del tempo, la nostra dedizione ai materiali continua a crescere. Con un catalogo di altre 45 materiali, siamo orgogliosi di definirci un'azienda specializzata in materiali tanto quanto in hardware.

Dai materiali elastici e flessibili a quelli più rigidi, da quelli ignifughi a quelli statici dissipativi, Formlabs ha ampliato i confini della produzione additiva realizzando un catalogo completo di materiali efficaci. Oggi, con le due formulazioni rivoluzionarie che abbiamo appena aggiunto, l'Alumina 4N Resin e la Silicone 40A Resin, continuiamo ad aprire la strada a nuove importanti applicazioni. Nelle nostre sedi puoi vedere decine di ingegneri dei materiali che nei loro camici da laboratorio lavorano alle nuove generazioni di materiali avanzati per la stampa 3D. Una volta che questi materiali attentamente formulati ed estremamente utili arrivano ai clienti, è facile capire perché siamo molto di più di una semplice azienda di hardware. La nostra è un'azienda di materiali nel vero senso del termine.

L'ampia gamma e le capacità uniche di questi materiali hanno aiutato i nostri clienti (più di 100 000!) a dare impulso all'innovazione, all'efficienza e al miglioramento delle prestazioni nelle loro organizzazioni. Poiché siamo davvero orgogliosi del nostro programma dedicato alla scienza dei materiali, vogliamo darti l'opportunità di vedere cosa succede dietro le quinte.

Continua a leggere per scoprire di più su:

• Storia dello sviluppo dei materiali
• Catalogo di materiali leader nel settore
• Il miglior team di scienza dei materiali
• Produzione di materiali integrata verticalmente
• Piani per fornire ai clienti maggiore libertà e flessibilità in termini di materiali

Lo sviluppo dei materiali ha avuto un ruolo centrale nella nostra missione fin dal primo giorno. In primo luogo, ci siamo concentrati su materiali per usi generici in grado di essere stampati velocemente e offrire ottime prestazioni in un'ampia gamma di applicazioni. La Clear Resin, la Grey Resin, la Black Resin e la White Resin, alcuni dei nostri primi materiali per usi generici, hanno dimostrato ai clienti che era possibile stampare in 3D ad alta precisione su una stampante desktop. Quando i team ingegneristici e le aziende produttrici hanno iniziato a usare i prodotti Formlabs per altri scopi oltre alla produzione di prototipi estetici, il nostro team dei materiali ha accettato la sfida e ha sviluppato i primi materiali ingegneristici: la Flexible Resin, la Tough Resin e la Durable Resin. Ciascuno è stato progettato da zero con l'obiettivo di rispondere alle esigenze più comuni e cruciali in ambito ingegneristico, e in seguito scrupolosamente messo a punto e testato in modo da funzionare sempre e fin da subito.

Questi materiali hanno permesso ai primi utenti di passare ai test funzionali e alla produzione di parti per utilizzo finale. Le aziende, che in passato erano obbligate a esternalizzare, hanno così iniziato a produrre sempre più parti, espandere i loro workflow e innovare. Questo ci ha fatto capire che un catalogo di materiali in continua espansione avrebbe aperto la strada a nuove opportunità per i clienti. Le aziende che da sempre erano vincolate a processi di produzione tradizionali (rigidi, costosi e lenti) erano finalmente libere di implementare la stampa 3D.

Alla luce di ciò, abbiamo moltiplicato i nostri sforzi in ambito di ricerca e sviluppo con l'obiettivo di produrre più materiali ad alte prestazioni.

Al giorno d'oggi, molti team di ingegneria, sviluppo di prodotto e design approcciano i loro progetti attraverso la lente della stampa 3D. In ambito produttivo, oggi la stampa 3D è spesso l'opzione di default, e la varietà dei materiali è il fattore decisivo.

Un numero sempre maggiore di clienti, inclusa l'azienda produttrice di attrezzature industriali da laboratorio Labconco, decide di rivolgersi a Formlabs per via dell'ampia gamma di materiali offerti. "Abbiamo acquistato la Form 3L principalmente per poter accedere al catalogo di resine di Formlabs. Sapevo che ciò mi avrebbe garantito flessibilità e nuove opportunità", dichiara Brent Griffith, ingegnere dello sviluppo di prodotto di Labconco.

Un catalogo di oltre 45 materiali apre la strada a qualsiasi applicazione, incluse tecniche di produzione secondarie come la produzione rapida di attrezzature tramite stampa 3D per lo stampaggio a iniezione, la termoformatura e molto altro. La possibilità di realizzare stampi a iniezione 3D in Rigid 10K Resin anziché ricorrere alla costosa lavorazione meccanica in metallo può rappresentare un risparmio di centinaia di migliaia di euro per molte aziende produttrici.

A settembre 2023, Formlabs ha lanciato un materiale in pura ceramica, l'Alumina 4N Resin, rendendo possibili applicazioni di colata nel settore aerospaziale, automobilistico e industriale con una ceramica accessibile per la stampa 3D, grazie a un prezzo dieci volte inferiore rispetto alle principali alternative sul mercato. Con una stampante 3D desktop conveniente, sia le aziende di consulenza costituite da una sola persona che quelle di grandi dimensioni come la NASA possono accedere a una tecnologia rimasta a lungo fuori portata.

Il silicone è un materiale immediatamente riconoscibile dai team ingegneristici e dalle aziende produttrici, in quanto viene già utilizzato in tutto il mondo anche in prodotti di uso quotidiano. In ambito di stampa 3D, tuttavia, la questione si complica, infatti questo materiale può essere utilizzato soltanto con alcune soluzioni di stampa 3D estremamente costose e complesse. La Silicone 40A Resin, stampabile grazie alla Pure Silicone Technology™, la nuova tecnologia di Formlabs in attesa di brevetto, è il primo materiale accessibile in silicone al 100% per la stampa 3D. Questi materiali, quando combinati con la convenienza e la libertà di design delle stampanti 3D desktop a resina della serie Form 3, aprono nuove strade per lo sviluppo e la produzione in volumi ridotti, che in passato erano fuori dalla portata di molte aziende produttrici.

Il settore sanitario, dall'ortopedia alla chirurgia odontoiatrica, presenta le più alte barriere all'ingresso per le aziende di stampa 3D. Ogni passaggio del ciclo di vita di un prodotto è regolato e viene sottoposto a un processo di approvazione, per ovvi motivi. Dal nostro primo materiale approvato per dime chirurgiche intraorali, la Dental SG Resin, a materiali a lungo termine come la Dental LT Comfort Resin, i nostri materiali biocompatibili hanno gradualmente reso possibili diverse applicazioni. Questi materiali specializzati consentono ai fornitori di servizi sanitari di concentrarsi sul loro lavoro, senza doversi preoccupare della sicurezza di prodotti o applicazioni.

Per raggiungere questi obiettivi, Formlabs investe molte risorse nello sviluppo dei materiali. Utilizzando i nostri stessi materiali per sviluppare e produrre i nostri prodotti e lavorando a stretto contatto con i clienti, sappiamo che i materiali sono la chiave per un successo duraturo.

Per creare materiali rivoluzionari, è necessario lavorare con le persone più brillanti nel campo. Formlabs ha creato un team di oltre 40 persone specializzate in ingegneria e scienza dei materiali per studiare, sviluppare e testare materiali in grado di trasformare le nostre stampanti 3D da banco in potenti motori di innovazione. La nostra vicinanza ai migliori centri di ricerca, educazione e produzione, come il MIT e Harvard, o istituti di scienze biologiche, contribuisce a creare un ambiente in cui le menti più brillanti vengono a imparare, collaborare e sfidarsi tra loro.

Oltre ai 40 ingegneri chimici che lavorano alla formulazione di nuovi materiali, Formlabs può contare su un team di 20 specialisti dell'ottimizzazione delle impostazioni, che garantiscono la perfetta cooperazione tra stampanti e materiali. Molte aziende produttrici sono in grado di creare materiali che offrono ottime prestazioni in perfette condizioni di laboratorio. Ma Formlabs va oltre, assicurandosi che i materiali garantiscano lo stesso livello di prestazioni sul campo, anche in condizioni estreme.

Quando stampanti 3D e materiali vengono sviluppati separatamente, non vi sono garanzie che il materiale avrà prestazioni uniformi su diversi modelli di stampanti di varie aziende produttrici. Ciò significa che i clienti si trovano spesso a dover risolvere i problemi autonomamente e cercare le impostazioni più indicate su forum online.

Caso unico nel nostro settore, il team di ottimizzazione delle impostazioni di Formlabs sviluppa le impostazioni di stampa e le convalida su ciascun modello di stampante, in modo da garantire il massimo tasso di riuscita della stampa e farti risparmiare tempo prezioso. Questo è il segreto per un'esperienza di stampa uniforme per tutti, che si tratti di stampare una sola parte o 100 parti al giorno.

Formlabs non ha investito solo nel processo di reclutamento, ma anche nello sviluppo dei team specializzati in ingegneria e materiali. Inoltre, ha lavorato duramente per promuovere una cultura dell'innovazione che supporti ogni membro del team a lavorare al meglio delle sue capacità. I nostri sforzi non sono passati inosservati. Nel 2023 ci ha riempito di gioia ricevere il riconoscimento globale Best Workplaces for Innovators. Creando un laboratorio umido all'avanguardia fisicamente al centro della nostra sede, manteniamo il design dei materiali sempre in primo piano.

Sebbene l'innovazione parta dal laboratorio, è necessario portarla avanti in tutti i passaggi del processo di produzione, per garantire che le proprietà meccaniche convalidate in laboratorio siano le stesse richieste dai clienti per la loro attività produttiva. La nostra enfasi sulla qualità e sull'affidabilità non si ferma alle stampanti, ma si estende a ogni singola goccia dei nostri materiali. Ciò significa che alla produzione dei materiali applichiamo tutta la nostra eccellenza operativa e norme di qualità appositamente sviluppate da noi.

Di fatto, l'insolita decisione di integrare verticalmente la nostra attività e acquisire una delle migliori aziende di produzione di materiali al mondo è ciò che garantisce che i nostri materiali rispettino standard incredibilmente rigorosi.

A tal proposito, Formlabs ha acquisito Spectra, suo partner di lunga data, portando la produzione dei materiali sotto il controllo di un'unica azienda e semplificando il processo, dalla validazione alla distribuzione. La struttura, ora parte di Formlabs Ohio, non solo fabbrica i materiali, ma stampa anche migliaia di parti alla settimana per il nostro programma dedicato ai campioni. Inoltre, rappresenta uno dei migliori casi d'uso per la produzione in volumi medio-alti di parti stampate in 3D, in ciascuno dei nostri oltre 45 materiali.

Alcuni di questi materiali hanno requisiti specifici con un impatto concreto sui workflow per utilizzo finale. Nell'ultimo decennio, i nostri materiali biocompatibili hanno aiutano i professionisti del settore sanitario a migliorare gli standard di cura attraverso la digitalizzazione dei workflow. Le resine approvate per l'uso intraorale, l'esposizione e il contatto con le membrane mucose, applicazioni sicure per il contatto con la pelle, applicazioni di impianti da medio a lungo termine e applicazioni intraorali per utilizzo finale, come le dime chirurgiche, sono materiali in grado di migliorare i risultati per i pazienti, abbattere i costi, sia per i servizi sanitari che per i pazienti, nonché semplificare i workflow tradizionali che spesso richiedono giorni di manodopera.

I nostri materiali biocompatibili vengono prodotti in un ambiente altamente regolamentato a ogni fase del processo, così i clienti (e i loro pazienti) hanno la certezza che i workflow siano sempre a norma e sicuri per la salute. Per una produzione in volumi elevati uniforme e sicura, Formlabs ha dedicato tempo e impegno per ottenere la certificazione ISO 13485 per lo sviluppo di materiali medici e odontoiatrici. Inoltre, ha sviluppato una camera bianca destinata alla sperimentazione certificata ISO classe 8.

L'impegno di Formlabs nell'istituzione di un piano normativo per la produzione dei materiali è stato ripagato durante la pandemia di COVID-19. Grazie a un workflow pre-approvato e certificato, e in collaborazione con la University of South Florida e Northwell Health, Formlabs è stata in grado di avviare rapidamente la produzione di massa di milioni di tamponi nasofaringei in risposta alla carenza che ha interessato tutti gli Stati Uniti.

Mentre continuiamo ad aggiungere nuovi materiali ed eseguire iterazioni di quelli attuali, il nostro team lavora a stretto contatto con i clienti per identificare nuove fasce di clientela. Man mano che la stampa 3D prende piede, questo tipo di collaborazione assumerà un ruolo sempre più rilevante. In molti casi, non è il prezzo conveniente dell'hardware che costituisce una barriera all'ingresso, bensì l'esigenza di materiali specializzati.

Le aziende il cui unico requisito era la libertà di design o la possibilità di implementare la stampa 3D in-house, hanno già integrato la tecnologia. Le aziende che invece stanno ancora aspettando di integrarla sono quelle che richiedono materiali ad alte prestazioni al momento non disponibili. Mentre l'intero settore mira a conquistare maggiori quote di mercato e attrarre nuovi clienti, Formlabs può contare su un decennio di workflow consolidati per identificare nuove applicazioni e sviluppare formulazioni perfette in collaborazione con esperti.

Grazie agli ultimi materiali lanciati, come la Silicone 40A Resin e l'Alumina 4N Resin, ma anche alle resine già in commercio da tempo, come quelle poliuretaniche, Formlabs vanta una grande esperienza nella creazione di formulazioni specializzate per settori esigenti e applicazioni ad alte prestazioni. Il nostro team dei materiali conduce ricerche approfondite per identificare le qualità meccaniche ed estetiche più importanti per i clienti.

Dedichiamo molto impegno alle nostre resine brevettate per renderle sempre più affidabili ed efficaci. Tuttavia, sappiamo che alcuni dei nostri clienti richiedono la massima libertà possibile per testare nuove applicazioni, aprire nuove strade in ambito produttivo e molto altro. Per questo motivo abbiamo aggiunto nuove soluzioni per rendere l'ecosistema Formlabs ancora più versatile.

Di recente, abbiamo introdotto la modalità aperta , un nuovo modo per i clienti Formlabs di espandere le opzioni dei materiali. Gli utenti hanno ora la possibilità di personalizzare le impostazioni di stampa in base alle esigenze e accedere a una selezione di resine ad alte prestazioni prodotte dalle migliori aziende terze del settore. La Open Material Mode dimostra l'affidabilità delle stampanti Formlabs, consentendo agli utenti esperti di stampare con qualsiasi resina fotopolimerica da 405 nm di terze parti. I nuovi materiali disponibili con la Open Material Mode si adattano a requisiti unici o a proprietà personalizzate di settori specializzati. 

Siamo davvero orgogliosi dei materiali che abbiamo sviluppato, ma anche felici di offrire ancora più libertà alla comunità Formlabs, che può assumere il pieno controllo del proprio lavoro.

Formlabs ha dedicato impegno e risorse per lo sviluppo di nuove resine stereolitografiche (SLA) e polveri per la sinterizzazione laser selettiva (SLS), affermandosi come azienda di stampa 3D professionale leader del settore a livello globale. Mentre il settore rimane proiettato al futuro, continuiamo ad ampliare le capacità dei materiali con la certezza che la nostra strategia sarà la forza trainante della prossima rivoluzione industriale.