Come un produttore di occhiali svizzero utilizza la stampa 3D SLS per produrre occhiali di alta qualità

Gli occhiali di Marcus Marienfeld AG si distinguono in modo evidente dalle montature classiche grazie all'alta qualità, alla scelta di materiali stravaganti, alla meticolosa lavorazione artigianale e a idee decisamente innovative. 

Sin dagli anni della sua attività di orafo, Marcus Marienfeld ha sempre perseguito l'innovazione e le sfide nel campo del design e della produzione di nuovi accessori. 

Di recente, utilizzando una Fuse 1, ha integrato la stampa 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) nella linea di produzione delle montature per occhiali nel suo laboratorio svizzero, sia per la stampa di parti per uso finale, sia per la produzione rapida di attrezzature per la formatura del titanio. 

In questa intervista, parla del suo approccio alla stampa 3D SLS, dei vantaggi che gli offre nella produzione in serie e per prodotti su misura, e del perché gli piace così tanto usare il nylon come materia prima.

Marcus Marienfeld si è trasferito in Svizzera, dove vive attualmente, per svolgere la professione di orafo. Ha capito subito che il settore avrebbe potuto cambiare (o addirittura rivoluzionare) le tecniche di produzione convenzionali e per lo più obsolete. 

Perciò si è posto l'obiettivo di integrare la tecnologia non solo nella progettazione dei gioielli, ma anche nella loro produzione. 

Ha iniziato a lavorare in un'azienda che creava collezioni di gioielli cercando di svolgere internamente tutti i passaggi del processo e di realizzare i prodotti a mano, dal disegno alla costruzione del modello, fino alla sua implementazione e alla produzione.

Nella sua attività di orafo, utilizzava la stampa 3D SLA per la prototipazione rapida di gioielli e accessori, prima di programmare i design su una macchina a controllo numerico.

Oggi Marienfeld utilizza la stampa 3D SLS prevalentemente nel proprio settore, quello della produzione di occhiali. La sua azienda integra la Nylon 11 Powder all'interno di montature per occhiali sofisticate e di alta qualità, e utilizza le parti SLS anche come strumenti di produzione.

A partire da quest'anno e grazie alla stampante 3D SLS Fuse 1, la Marcus Marienfeld AG ha integrato il nylon tra i diversi materiali inusuali utilizzati per la realizzazione dei suoi occhiali di lusso, che comprendeva già carbonio, titanio, corno di bufalo e legno di vecchie botti di quercia.

"I nostri occhiali sono diversi da quelli in circolazione", afferma Marienfeld.

Alla luce di questa ambizione, Marienfeld ha deciso di incorporare la Nylon 11 Powder di Formlabs nel design dei suoi occhiali. Per prima cosa, nello studio di Marienfeld sono stati testati diversi design della parte frontale della montatura stampati con la Fuse 1. Questa è stata inoltre utilizzata per la prima volta per la produzione di una serie. Con una sola stampa è stato possibile produrre un totale di 80 parti frontali della montatura in soli 1,5 giorni.

La tecnologia di sinterizzazione laser selettiva della Fuse 1 garantisce dettagli precisi e non richiede strutture di supporto, ed è quindi adatta alla stampa di elementi di design delicati che vengono successivamente rifiniti per ottenere un risultato preciso.

Questa prima serie di occhiali realizzati con la stampa 3D SLS sarà dotata di aste in carbonio di alta qualità e sarà poi venduta a partner di tutto il mondo. Inoltre, Marienfeld sta già lavorando ad altri progetti di occhiali che includono elementi in nylon. Gli occhiali sportivi sono progettati con fessure di ventilazione integrate, che richiedono una stampa incrociata.

La Fuse 1 continua a spalancare nuovi orizzonti per il designer. "Abbiamo progettato occhiali speciali che non sono solo piatti, ma anche più spessi all'esterno. Sono costruiti in modo quasi conico. Per realizzare cose del genere, la stampa 3D è fondamentale. Possiamo facilmente realizzare progetti speciali che non sarebbero possibili con altre tecnologie", spiega Marienfeld.

Se per molti utenti della Fuse 1 sono importanti le proprietà meccaniche, come la resistenza alle alte temperature o il carico di rottura a trazione, Marienfeld ha una prospettiva completamente diversa. 

Quando ha scelto il materiale, il designer ha scelto la Nylon 11 Powder principalmente in virtù delle sue proprietà estetiche. 

"Voglio accentuare un po' la tonalità antracite scura della Nylon 11 Powder. Ha un effetto neutro e permette di giocare con le combinazioni di materiali. Nel caso dei gioielli, si combina molto bene elementi colorati", spiega Marienfeld.

Inoltre, la finitura semilucida, che conserva una certa aderenza dopo le fasi di finitura, è importante sia per vendere gli occhiali in Nylon 11 Powder che per indossarli.

Dal momento che la Marcus Marienfeld AG utilizza da tempo molte altre tecnologie di produzione per i suoi occhiali, è possibile fare dei paragoni tra il processo di stampa 3D e i processi tradizionali, come la lavorazione meccanica CNC. 

Gli occhiali in carbonio di Marienfeld sono fresati su una macchina a controllo numerico a cinque assi. Per quanto riguarda i dettagli, il lavoro viene svolto interamente da loro, ma Marienfeld non può apportare modifiche specifiche per fornire a ciascun cliente un occhiale che si adatti perfettamente al suo viso. 

"Con la stampa 3D posso farlo senza problemi. Chi ha dimestichezza con la progettazione CAD può facilmente apportare modifiche al modello 3D, caricarlo sul software e stamparlo direttamente. Con la fresatura, invece, servirebbe ogni volta sviluppare uno strumento personalizzato e costoso per fissare i diversi elementi nella macchina", spiega Marienfeld. 

Ad esempio, Marienfeld è stato in grado di realizzare la richiesta di una guida alpina che desiderava un prodotto personalizzato. Grazie all'uso della stampa 3D, in sole due settimane siamo stati in grado di consegnare gli occhiali da sole in nylon con elementi laterali appositamente studiati contro i raggi del sole ad alta quota. 

"Con il carbonio, che richiede metodi di produzione convenzionali, per questo tipo di produzione servirebbero dai due ai tre mesi", prosegue Marienfeld.

Oltre alla produzione di occhiali con elementi in nylon, Marcus Marienfeld AG usa la Fuse 1 anche per produrre le proprie attrezzature. La Nylon 11 Powder è particolarmente adatta alla produzione di attrezzature per occhiali in titanio, grazie alla sua resistenza e stabilità dimensionale.

"Realizziamo strumenti per la pressatura allo scopo di piegare le montature e ottenere la forma giusta. Per ciascun modello di occhiali è necessaria una diversa curvatura della montatura. Prima eseguivamo questa operazione con utensili in acciaio, il che comportava un costo elevato per ogni modello", spiega Marienfeld. 

Uno strumento di produzione di questo tipo, composto da una parte superiore e una inferiore, entrambe realizzate con la Nylon 11 Powder, viene avvitato su una pressa a ginocchiera in fabbrica e può sopportare una pressione di circa 90 kg. L'eccellente stabilità dimensionale della Nylon 11 Powder impedisce che rimangano dei segni sulle attrezzature nei punti in cui i bordi in titanio entrano in contatto con lo strumento a una pressione così elevata.

"Il nostro obiettivo è sempre quello di crescere, non in termini di dimensioni o di fatturato, ma piuttosto in termini di qualità e innovazione. Vogliamo continuare a essere un produttore di nicchia", afferma Marienfeld riferendosi al marchio. 

Grazie alla stampa 3D, Marienfeld può contare su una tecnologia in grado di fargli risparmiare tempo e denaro nella realizzazione di prototipi e attrezzature, consentendogli al contempo di sviluppare continuamente il design dei prodotti e i metodi di produzione, in modo da poter sempre ispirare i clienti.