Produzione di sistemi di controllo personalizzati per macchine e veicoli con stampa 3D SLS

L'azienda tedesca IBL Hydronic produce soluzioni elettroniche, idrauliche e software personalizzate per macchine e veicoli utilizzati per la manutenzione municipale, l'edilizia, l'agricoltura, la silvicoltura e in molti altri settori. 

Con la loro stampante 3D SLS Fuse 1 sono in grado di creare prototipi funzionali in tempi brevi e di produrre in-house componenti idraulici complessi per utilizzo finale.

Nel corso della nostra intervista, Tom Heindl, designer di prodotti tecnici per la stampa 3D di IBL Hydronic, ci ha raccontato come la stampa 3D SLS promuove l'innovazione nelle soluzioni di controllo e come è possibile ottimizzare e accelerare i workflow.

IBL Hydronic sviluppa e produce sistemi di controllo per un'ampia gamma di macchine industriali per settori come l'edilizia, l'agricoltura e la silvicoltura, nonché veicoli per la manutenzione municipale. Si tratta di un'azienda di nicchia, in grado di offrire sia l'hardware per i componenti di controllo, sia il software personalizzato corrispondente. 

"Sviluppiamo soluzioni idrauliche ed elettroniche innovative. Il nostro portfolio spazia dai semplici blocchi di controllo a comandi di dispositivi pronti per essere collegati e dotati di un'interfaccia utente avanzata", ci ha spiegato Heindl. 

Per poter rispondere prontamente alle richieste dei clienti, IBL produce i suoi componenti prevalentemente in-house, e in questo la stampa 3D gioca un ruolo essenziale. 

Al termine di alcuni progetti passati, i team di IBL si sono resi conto di aver raggiunto i limiti strutturali e progettuali dei processi di produzione convenzionali, perciò hanno iniziato a considerare soluzioni di stampa 3D. All'inizio i lavori di stampa venivano affidati a fornitori di servizi esterni, ma la domanda era così alta che nel 2019 l'azienda ha deciso di investire nella sua prima stampante 3D in-house. 

"Con la stampa 3D avevamo due priorità principali: volevamo che le caratteristiche ottiche, come le linee degli strati, rimanessero invisibili e volevamo ottenere la massima libertà di progettazione. Dopo aver riscontrato alcuni problemi di qualità con altre tecnologie di stampa 3D, abbiamo optato per una stampante 3D SLS Fuse 1", ha affermato Heindl. 

Secondo Heindl, il più grande vantaggio della tecnologia di stampa 3D SLS e della possibilità di stampare sulla Fuse 1 con la polvere di nylon è l'assenza di strutture di supporto. Questo processo ha permesso di realizzare molti nuovi progetti importanti che altrimenti sarebbero stati irrealizzabili. Anche l'utilizzo intuitivo è importante per lui e il suo team, perché permette a chiunque di lavorare con la stampante, ottimizzando i processi di sviluppo e produzione. 

"Con una stampante 3D SLS a disposizione non dobbiamo più affidarci a metodi di produzione come la fresatura CNC, la tornitura o la lavorazione meccanica. In questo modo risparmiamo moltissimo tempo, denaro e spazio", sostiene Heindl.

Dal 2019, IBL ha costantemente ampliato le sue operazioni di stampa 3D per andare incontro alla crescita della domanda.

Un grande vantaggio dell'adozione di una Fuse 1 in-house è la flessibilità, che permette a Heindl e al suo team concentrarsi sulla clientela come mai prima. 

Quando IBL sviluppa controlli per produttori di macchine agricole o di veicoli per la manutenzione municipale, non può quasi mai utilizzare componenti standard. L'azienda si concentra sulle sfide e sulle esigenze specifiche di ogni cliente e sviluppa soluzioni dedicate con la stampante 3D SLS in-house.

Questo è un argomento di vendita esclusivo nel loro mercato di nicchia, che li distingue dalle offerte dei concorrenti che utilizzano metodi sottrattivi o processi di stampaggio a iniezione. Inoltre, lo stampaggio a iniezione comporta costi elevati e una notevole complessità, il che lo rende poco conveniente per l'azienda, vista la limitata quantità di parti di ogni piccola serie.

"Solitamente le aziende di questo settore producono veicoli e attrezzature in serie ridotte, perciò realizziamo lotti che vanno dalle 100 alle 250 parti. Per noi è fuori questione investire in grandi flotte di macchinari di produzione in-house, perché li utilizzeremmo solo per lavori occasionali e piccole quantità di parti", ha spiegato Heindl. 

Grazie ai tempi di realizzazione rapidi e alla possibilità di usare la stampante 3D a piena capacità, il ritorno d'investimento per una stampante SLS Fuse 1 in-house è garantito. In più, ora l'azienda può gestire una maggiore quantità di richieste grazie all'incremento delle capacità produttive.

Di recente, IBL Hydronic ha lavorato allo sviluppo di un pannello di controllo su misura per una macchina specifica per conto di un'azienda produttrice di macchine agricole. Il progetto è stato portato a termine in tempi record. Nel giro di un solo mese, il modulo di controllo era completo e pronto per essere consegnato. 

I componenti degli alloggiamenti sono stati realizzati con la stampa 3D SLS, quindi assemblati e dotati di un bracciolo in pelle. Per creare un design funzionale e al contempo esteticamente gradevole, il team ha aggiunto al modello 3D una finitura superficiale durante il processo di progettazione. I componenti realizzati tramite stampa 3D SLS sono stati in seguito levigati e tinti in un bagno colorato. Il risultato è un assemblaggio costituito da componenti per utilizzo finale prodotti interamente tramite stampa 3D SLS, con una finitura superficiale simile alla pelle che migliora l'estetica e completa l'intero design. 

Il team di IBL utilizza sia la tecnologia di stampa 3D SLS, sia SLA, in modo tale da sfruttare la totale libertà funzionale e di design tipica della produzione additiva.

Ad esempio, parti più piccole come i pulsanti bianchi e arancioni sono state prodotte su una stampante 3D SLA, una delle poche tecnologie di stampa 3D che permette di ottenere componenti traslucidi e trasparenti. In questo modulo di controllo, ad esempio, devono essere integrate nel software funzioni specifiche per emettere segnali di avvertimento lampeggianti se si verifica un errore di sistema. 

La velocità e la flessibilità offerte dalla produzione additiva sono fondamentali nei processi di IBL per lo sviluppo di nuovi moduli di controllo. Con la stampa 3D in-house, è possibile ridurre i lunghi tempi di risposta tipici della fase di discussione e pianificazione con fornitori di servizi esterni. In questo modo, l'azienda può fornire risultati più rapidi ai clienti.

Inoltre, è possibile implementare le modifiche del design molto più facilmente e rapidamente rispetto ai metodi di produzione tradizionali. 

"La stampa 3D ti permette di cambiare completamente direzione in qualsiasi momento. La velocità con cui posso modificare il file nel software CAD e stamparlo senza attrezzature o regolazioni della macchina è impareggiabile rispetto ad altri metodi di produzione come la lavorazione meccanica CNC", ha dichiarato Heindl.

Heindl e il suo team hanno intenzione di sfruttare l'esperienza acquisita per passare a nuovi materiali, capacità di produzione e possibilità di progettazione nel prossimo futuro. Progetti come questo pannello di controllo stampato in 3D hanno gettato le basi per nuovi approcci e ampliato gli orizzonti dell'azienda.