Polvere per uso alimentare per la stampa 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) e polimeri per impianti per la stampa 3D stereolitografica (SLA): cosa hanno in comune questi materiali? Sono stati sviluppati su stampanti Formlabs con l'Open Material Mode (OMM).
Nell'ottobre 2024, Formlabs ha annunciato l'OMM, che offre agli utenti esperti la possibilità di stampare con qualsiasi resina fotopolimerica da 405 nm o polvere da 1064 nm sulle stampanti 3D Formlabs. Da allora, centinaia di aziende hanno acquistato e utilizzato l'OMM per esplorare le proprie possibilità di stampa, tra cui organizzazioni di ricerca, produttori di materiali e aziende che cercano di sondare nuove applicazioni.
L'elemento riscaldante, il miscelatore e lo strumento di livellamento delle stampanti 3D della serie Form 4, combinati con l'OMM, offrono agli sviluppatori di materiali gli strumenti necessari per creare materiali innovativi. In combinazione con i 10 nuovi parametri che abbiamo aggiunto dal lancio iniziale, le stampanti Formlabs sono una piattaforma ottimale per lo sviluppo di materiali all'avanguardia.
Tre aziende, Henkel Corporation, Poly-Med e Fabulous, hanno sviluppato nuovi materiali utilizzando l'OMM, rivoluzionando in questo modo le possibilità di stampa.
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Henkel utilizza le resine 3D Loctite® sulla Form 4 con impostazioni di stampa personalizzate
"Formlabs ha costruito un ecosistema che rende la stampa a resina facile e accessibile. Vista la forte richiesta da parte della loro base di utenti, è stata una scelta naturale convalidare le resine 3D Loctite® sulla Form 4. Oggi, più di una dozzina dei nostri materiali sono qualificati, offrendo agli utenti flussi di lavoro affidabili dall'inizio alla fine."
Andrew Baggen, Responsabile dello sviluppo aziendale - Stampa 3D in Nord America, Henkel Corporation
(Immagine: Henkel)
Henkel Corporation produce le resine Loctite® per la stampa 3D, progettate per un'ampia gamma di applicazioni finali. L'OMM rende più facile e veloce per Henkel Corporation lo sviluppo delle impostazioni della Form 4 per le sue resine e, di conseguenza, consente a un maggior numero di clienti di stampare con le resine 3D Loctite®. Utilizzando l'OMM, sono stati in grado di rilasciare rapidamente le impostazioni per oltre 12 delle loro resine, tra cui materiali tenaci, resistenti al calore ed elastomerici.
Con l'OMM, Henkel Corporation ha potuto utilizzare l'Editor delle impostazioni di stampa per sviluppare le impostazioni di stampa ottimali per ogni resina sulla Form 4, nonché i flussi di lavoro post-elaborazione. Ogni impostazione richiede una convalida completa, dalla stampa alla post-elaborazione, per garantire prestazioni meccaniche uniformi, accuratezza dimensionale e finitura superficiale.
"La Open Material Mode ci offre la flessibilità di ottimizzare direttamente le impostazioni di stampa, velocizzando lo sviluppo e la convalida dei profili. Ci permette di mettere a punto le prestazioni meccaniche, l'accuratezza dimensionale e la finitura superficiale in modo che i clienti possano ottenere il meglio dalle resine Loctite®."
Dott. Daniel Rothfuss, Responsabile dello sviluppo prodotti e dell'ingegneria applicativa per la stampa 3D, Henkel Corporation
L'elevata potenza di esposizione della Form 4 ha permesso a Henkel Corporation di sviluppare impostazioni per resine che spesso possono essere stampate solo su stampanti 3D industriali a 405 nm, offrendo così ai propri clienti una scelta più ampia. Grazie alla OMM integrata nella Form 4, queste resine ad alte prestazioni sono ora più accessibili. Baggen ha aggiunto: "Stiamo già vedendo applicazioni innovative da parte di clienti come Air Down Gear Up e Forerunner 3D, che utilizzano le resine 3D Loctite® per produrre parti per utilizzo finale".
Stampa di polimeri per impianti in geometrie di alta precisione presso Poly-Med
Poly-Med, Inc., un'organizzazione di sviluppo e manifattura a contratto (CDMO), sviluppa biomateriali tra cui la resina Photoset® 023, un materiale progettato per applicazioni non soggette a carico e che richiedono un modulo basso. Aaron Vaughn, Ph.D., manager di scienza e tecnologia dei materiali presso Poly-Med, utilizza l'OMM sulle stampanti 3D SLA di Formlabs per lo sviluppo di biomateriali. Attualmente, lui e il team di Poly-Med stanno per terminare un progetto di fattibilità per un nuovo dispositivo medico riassorbibile: si tratta di un dispositivo impiantabile stampato in 3D a struttura reticolare che può essere utilizzato per la produzione di innesti personalizzati per tessuti molli, matrici per ferite e matrici per ustioni.
Un esempio della resina Photoset® 023 di Poly-Med stampata sulle stampanti 3D di Formlabs. (Immagine: Poly-Med)
Nello sviluppo di questa resina, Poly-Med ha utilizzato l'OMM sulle stampanti 3D Form 3 e Form 4. In particolare, l'elemento riscaldante, le capacità di compressione e sollevamento e il controllo della velocità del miscelatore della Form 4 sono state caratteristiche importanti per lo sviluppo.
"Nello sviluppo dei materiali per applicazioni bio-riassorbibili, volevamo escludere i solventi e i monomeri reattivi che sono tipicamente usati per ridurre la viscosità di una resina. L'elemento riscaldante della stampante è diventato un elemento critico per consentire la stampa delle nostre resine biocompatibili senza l'uso di queste sostanze chimiche. Oltre all'elemento riscaldante, volevamo che la stampante includesse un tergi-resina per mescolare gli additivi che abbiamo incluso nella resina."
Aaron Vaughn, Ph.D., Direttore del reparto di scienza e tecnologia dei materiali, Poly-Med
Grazie all'Editor delle impostazioni di stampa di PreForm, Vaughn ha potuto regolare l'esposizione, lo spessore dello strato, il riscaldamento, i fattori di correzione XYZ e altro ancora, definendo le impostazioni precise necessarie per la stampa.
Da quando abbiamo parlato l'ultima volta con Poly-Med, afferma Vaughn, "abbiamo acquistato due stampanti Form 4 per soddisfare la domanda dei nostri attuali progetti di stampa. Queste due stampanti Form 4 hanno accelerato il nostro lavoro di sviluppo dei processi e dei prodotti".
Garantire la sicurezza alimentare con la polvere SLS Food Safe di Fabulous
"L'OMM e la Fuse 1+ 30W hanno trasformato il nostro approccio allo sviluppo dei materiali. Grazie a questa piattaforma aperta, abbiamo convalidato DETECT in tempi record e abbiamo fornito ai nostri clienti una soluzione industriale affidabile, senza i vincoli dei sistemi tradizionali."
Arnault Coulet, CEO e fondatore di Fabulous
Fabulous, un'azienda specializzata in materiali di alta gamma per SLS, ha progettato e convalidato la polvere PA11 DETECT sulla Fuse 1+ 30W. L'azienda è famosa per essere stata la prima a sviluppare materiali brevettati conformi alle normative sul contatto con gli alimenti per le tecnologie a letto di polvere. Questi materiali presentano anche funzionalità di rilevamento essenziali per la sicurezza nelle linee di produzione alimentare e farmaceutica: rilevamento ottico con un'applicazione di sicurezza blu all'interno della massa del materiale e rilevamento dei metalli grazie a un materiale composito di polimero e magnetite. Il materiale DETECT è sviluppato a partire da PA11 a base biologica, che garantisce le più alte certificazioni di contatto con gli alimenti. L'accessibilità dell'ecosistema della serie Fuse ha permesso a Fabulous di convalidare un materiale specializzato come DETECT senza ricorrere a costosi sistemi SLS di fascia alta.
Campione DETECT che illustra i requisiti di sicurezza del settore alimentare: rilevamento ottico blu combinato con il rilevamento di metalli magnetizzabili.
Nel convalidare la propria polvere, Fabulous ha ottenuto proprietà meccaniche isotropiche per il materiale. Inoltre, grazie all'OMM e all'affidabilità dell'ecosistema Fuse, Fabulous ha confermato DETECT con i test di migrazione EU 1935-2004 / 10-2011 e FDA CFR 21 su parti stampate direttamente dalla Fuse 1+ 30W.
L'estrusore per il ghiaccio, stampato in DETECT sula Fuse 1+ 30W, viene ora utilizzato in produzione, in sostituzione delle tradizionali parti lavorate e stampate. Questa parte mostra la finitura superficiale, la complessità geometrica e l'applicabilità industriale ai settori alimentare e farmaceutico. (Immagine: Fabulous)
Fabulous fornisce un file FPS pronto all'uso che può essere caricato su PreForm. Inoltre, è disponibile un dettagliato manuale d'uso per la stampa di DETECT sulla Fuse 1+ 30W che include le impostazioni consigliate e i protocolli di post-elaborazione.
Un parte prima (a sinistra) e dopo (a destra) l'utilizzo della Fuse Blast. (Immagine: Fabulous)
La Fuse Blast è una soluzione di pulizia e lucidatura completamente automatizzata per ottenere parti con una finitura superficiale semilucida. (Immagine: Fabulous)
Stampare DETECT sulla Fuse 1+ 30W rende più accessibile la stampa di parti sicure per gli alimenti, superando i costi elevati dei sistemi SLS industriali e i lunghi tempi di consegna associati all'esternalizzazione.
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Dalle polveri sicure per gli alimenti alle resine bio-riassorbibili, l'OMM sulle stampanti Formlabs sta dando ai ricercatori all'avanguardia nella scienza dei materiali l'accesso alle attrezzature di cui hanno bisogno per superare i limiti di ciò che è possibile stampare.
Sebbene l'OMM e l'Editor delle impostazioni di stampa siano strumenti impareggiabili per la regolazione dei processi di stampa, possono essere difficili da gestire. Per chi desidera scoprire l'OMM, sono disponibili diverse risorse. Una pagina del forum dedicata alla condivisione di file FPS è disponibile qui. Inoltre, sono disponibili le seguenti risorse per la stampa 3D SLA e SLS.
SLA
SLS
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