Requisiti, post-elaborazione, manutenzione: tutto ciò che bisogna sapere sull'utilizzo della Fuse 1

La stampante 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) Fuse 1, a un anno dal suo lancio, rappresenta quasi la metà di tutte le stampanti SLS vendute. Con un design compatto, un workflow intuitivo e una fascia di prezzo abbordabile, la Fuse 1 permette alle piccole aziende di implementare la stampa SLS in-house e a quelle più grandi di incrementare la produzione in modo semplice e conveniente. Affidandoci all'esperienza dei nostri utenti, abbiamo raccolto le informazioni più importanti per chiunque desideri introdurre nel proprio workflow la sinterizzazione laser selettiva. 

In questo articolo tratteremo:

• Requisiti di infrastruttura per l'uso della Fuse 1 e della Fuse Sift

• Consigli per un workflow efficiente e produttivo

• Consigli per la post-elaborazione

• Preoccupazioni comuni sulla stampa SLS e soluzioni implementate nella Fuse 1

Formlabs ha sviluppato la Fuse 1 pensando all'accessibilità. La maggior parte delle aziende non ha molto spazio a disposizione nelle proprie strutture, né la possibilità di aggiungere i circuiti specializzati richiesti tradizionalmente dai sistemi SLS. Inoltre, molti dei nostri clienti non lavorano in magazzini o strutture ingegneristiche ma in un ufficio, dove le possibilità di modificare le dimensioni dello spazio, i circuiti elettrici e i sistemi di ventilazione sono limitate. La Fuse 1 offre una soluzione a questo problema: è stata infatti progettata pensando alla compattezza, alla facilità d'installazione, alla sicurezza, all'intuitività di utilizzo e alla pulizia minima.

Per installare la maggior parte dei sistemi SLS sono necessarie sponde idrauliche e carrelli elevatori. La Fuse 1 e la Fuse Sift possono essere trasportate da due persone usando una cinghia di sollevamento, il che facilita la manovra all'interno degli uffici, tra scale e porte strette. Il cliente di Formlabs PrintParts ha ricevuto e installato 12 stampanti Fuse 1 e sei Fuse Sift nei suoi uffici di Manhattan senza dover utilizzare sponde idrauliche e senza dover cambiare il sistema di ventilazione del sito. 

Per la consegna di una Fuse 1 puoi scegliere una tra queste soluzioni:

• Plug-And-Play: il team di consegna scaricherà gli apparecchi dal camion e li trasporterà nell'edificio fino all'area di stampa finale. Nel caso in cui la posizione finale si trovi su un altro piano, sarà necessario un montacarichi. 
• Consegna presso la zona di carico: il team di consegna porterà gli apparecchi presso una banchina di carico che deve essere adatta alla ricezione di merce in pallet.

Per disporre una stampante Fuse 1 e una Fuse Sift una accanto all'altra, sarà necessario uno spazio largo almeno 310 cm e profondo 146 cm (da una parete). Un'altezza del soffitto standard di 2,5 m è idonea. 

Il gioco e i punti di accesso possono variare all'aumentare del numero di apparecchi (ad esempio, se si allineano quattro stampanti Fuse 1 lungo una parete è opportuno lasciare 30,5 cm tra l'una e l'altra), ma le regole fondamentali da tenere a mente sono:

• Dimensioni della Fuse 1: Profondità (64,5 cm) x A (107 cm) x L (68,5 cm)

• Gioco per la Fuse 1:

  • 20 cm di distanza dalle pareti (sia lateralmente che posteriormente)

  • 61 cm per l'accesso allo sportello, apertura da sinistra

  • 30,5 cm dal bordo di uno sportello aperto all'apparecchio successivo

• Dimensioni della Fuse Sift: Profondità (61 cm) x A (188,8 cm) x L (99,1 cm)

• Gioco per la Fuse Sift:

  • 20 cm di distanza dalle pareti (sia lateralmente che posteriormente)

  • 61 cm per l'accesso sulla parte anteriore, sinistra e destra (per aspirapolvere, cartucce di polvere, ecc.)

In uno spazio largo 4,56 m (da sinistra a destra) è possibile installare due ecosistemi completi per lavorare con due diversi materiali: due stampanti Fuse 1 e due unità Fuse Sift. 

Per i requisiti completi sull'area di lavoro visita la nostra Guida alla preparazione del sito.

Poiché la Fuse 1 e la Fuse Sift sono caratterizzate da compattezza ed efficienza, non hanno gli stessi requisiti di potenza elettrica di alto livello di altri sistemi SLS. Anche se avrai bisogno di un circuito dedicato per ciascun apparecchio, la potenza elettrica (in watt) richiesta è facile da reperire e installare. 

Ti serviranno:

• Due circuiti indipendenti, ognuno in grado di erogare 120 volt e almeno 15 amp attraverso una presa NEMA 5-20R. 

• La Fuse 1 e la Fuse Sift non possono condividere un circuito né tra loro, né con altri dispositivi. 

• Se il tuo aspirapolvere consuma più di 12 amp, la Fuse Sift avrà bisogno di un circuito indipendente che eroghi 120 volt e 20 amp attraverso una presa NEMA 5-20R.

La Fuse 1 e la Fuse Sift, grazie alle loro funzionalità Ethernet e Wi-Fi, possono essere collegate alla rete esistente con facilità. I nuovi utenti SLS non hanno bisogno di acquistare software costosi per gestire le stampanti, infatti la Fuse 1 e la Fuse Sift si possono tranquillamente gestire all'interno di PreForm, il software di orientamento di stampa gratuito di Formlabs, che è compatibile con i sistemi CAD. 

PreForm aiuta a ottimizzare l'utilizzo della polvere (minimizzando così i costi operativi) grazie al suo algoritmo di posizionamento automatizzato che dispone le parti all'interno della camera di stampa in modo tale da ridurre al minimo la polvere non sinterizzata e lo spazio inutilizzato. 

Ci sono anche integrazioni dirette per programmi come Fusion 360, che servono a rendere fluide e rapide le operazioni di integrazione e preparazione della stampa nel tuo workflow. Per le aziende che hanno incrementato la produzione SLS, la gestione della polvere e dei programmi di manutenzione, l'avvio di stampe da remoto e la condivisione dei file e dei progressi di stampa con il team sono più semplici grazie a DashBoard, una piattaforma online gratuita.

Uno dei motivi principali per cui i clienti diffidano della stampa SLS è il fatto che la fase di post-elaborazione risulta spesso complicata e confusionaria. La preoccupazione maggiore riguarda spesso la polvere stessa, sia in termini di sicurezza sia del disordine che può creare. 

La Fuse 1 e la Fuse Sift eliminano il problema eseguendo gran parte delle fasi di manipolazione della polvere (recupero, preparazione, trasporto e conservazione della polvere) in un ambiente chiuso, limitando così l'interazione diretta degli utenti con la polvere.

Inoltre, la Fuse Sift crea un ambiente sicuro sotto il coperchio dell'area di lavoro per la rimozione delle parti dalla tavoletta di polvere (il blocco di polvere parzialmente sinterizzata che circonda le parti) e della polvere non sinterizzata in eccesso. La post-elaborazione delle parti ha da sempre richiesto l'intervento di personale tecnico, invece la Fuse Sift permette a chiunque di pulire la polvere usando il set di strumenti fornito, che consente persino di eliminare i grumi.

Il filtro HEPA fornisce un'aspirazione uniforme, creando un flusso d'aria negativo all'interno del coperchio della Fuse Sift. In questo modo le particelle di polvere sollevate nell'aria vengono rapidamente portate verso il basso, allontanandole dal coperchio e dall'utente. L'attacco del Fuse Sift Vacuum facilita l'utilizzo degli strumenti di pulizia, e quando la post-elaborazione è terminata l'utente può riporre questi strumenti all'interno della Fuse Sift per mantenere l'area di lavoro pulita e ordinata. 

La fase di recupero, riciclo e miscelazione della polvere è configurata in modo tale da permettere agli utenti di ottenere il massimo dalla stampante e dai materiali. Il workflow guida gli utenti nella selezione del tasso di rigenerazione e della densità di stampa e li aiuta nella miscelazione della polvere per ridurre al minimo gli sprechi. Su PreForm è possibile visualizzare la densità di stampa, nonché la quantità di polvere riciclata e nuova utilizzata in ogni stampa. Al termine della stampa, la Fuse Sift mostra sullo schermo i passaggi del processo di miscelazione e fornisce una cartuccia di polvere miscelata e pronta per stampare.

Quando si acquistano nuove attrezzature, il costo iniziale è sempre una delle preoccupazioni principali, ma non è l'unico fattore da considerare. Molte stampanti SLS includono contratti di assistenza obbligatori che costano decine di migliaia di euro e programmi di manutenzione complicati che richiedono tecnici dedicati o una formazione specialistica.

La Fuse 1 ha due opzioni per piani di assistenza annuali che garantiscono a ogni cliente di ricevere un livello di supporto e formazione adeguato alle sue esigenze.

Ciò che rende il workflow della Fuse 1 una soluzione industriale ottimale in un formato accessibile è la frequenza ridotta degli interventi di manutenzione. Una volta all'anno, i nostri tecnici di assistenza specializzati effettueranno un controllo annuale. Gli unici altri interventi necessari tra un controllo e il successivo sono la sostituzione del filtro di scarico e dei filtri HEPA nella Fuse 1 e nella Fuse Sift, e la pulizia dei componenti ottici della Fuse 1 tra una stampa e l'altra, che generalmente richiede un paio di minuti. 

Noi di Formlabs ci impegniamo ad ampliare l'accesso alla produzione digitale e siamo consapevoli che per permettere ai clienti di innovare è necessario offrire una vasta gamma di proprietà meccaniche e ottiche. Per questo motivo il catalogo di materiali SLS include diverse opzioni di materiali per la stampante Fuse 1: la Nylon 12 Powder, la Nylon 11 Powder, la Nylon 12 GF Powder e molti altri in arrivo. 

Molti sistemi SLS non supportano l'utilizzo di più materiali all'interno della stessa stampante, oppure prevedono che l'utente segua un protocollo obbligatorio che può anche arrivare a durare due giorni. 

La Fuse 1 e la Fuse Sift possono essere usate con più di un materiale Formlabs, per questo abbiamo fornito istruzioni di pulizia dettagliate per preparare la stampante e la Fuse Sift per un nuovo tipo di polvere. Questo processo dura quattro ore e deve essere completato in modo rigoroso, ma è comunque più semplice rispetto alla maggior parte dei sistemi SLS. Questo tempo può essere ulteriormente ridotto se si passa dalla Nylon 12 Powder alla Nylon 12 GF Powder. Grazie alla consistenza simile di questi due materiali, quando si passa dall'uno all'altro il processo di pulizia dovrebbe durare circa due ore. Rispetto ai sistemi che prevedono un solo materiale o ai protocolli complessi per stampanti industriali, la possibilità di produrre parti con più di una polvere SLS su un singolo apparecchio apre nuove possibilità per i clienti.

La Fuse Sift semplifica la post-elaborazione e in particolare le fasi di trattamento della tavoletta, rimozione della polvere e riciclo/miscelazione della polvere. Ma cosa succede una volta che le parti sono state sottoposte a post-elaborazione e la polvere è stata rimossa? 

Per poter ottenere superfici perfettamente lisce, sappiamo che molte applicazioni richiedono una fase addizionale dopo l'utilizzo della Fuse Sift. Sabbiatura e levigazione a vapore sono due processi che molti clienti utilizzano per creare finiture più lisce e migliorare la porosità e l'impermeabilità, nonché l'estetica generale delle parti per uso finale.

Le sabbiatrici sono piuttosto affidabili e possono essere acquistate per soli 200 $. È necessario installarle in una stanza o area di lavoro separata dalla Fuse 1 e il materiale per la sabbiatura deve essere conservato separatamente, lontano dalle polveri per la Fuse 1. 

La levigazione a vapore è un processo in cui viene usato vapore di acetone per lisciare la superficie delle parti in plastica, rimuovere fratture o cavità superficiali e creare una superficie più liscia. Questo processo può essere eseguito manualmente e a basso costo, ma la maggior parte dei clienti preferisce inviare le parti a fornitori di servizi per sottoporle a un trattamento industriale. 

Un pregiudizio diffuso è che le particelle di polvere siano pericolose per i polmoni. Questa preoccupazione deriva da una tecnologia di stampa 3D diversa: la modellazione a deposizione fusa (FDM), infatti, rilascia particelle fini che rimangono nell'aria e se inalate possono essere dannose per la salute. 

Tuttavia, le polveri utilizzate nella Fuse 1 hanno una granulometria molto più elevata (40 micron di diametro) e sono quindi troppo pesanti per rimanere sospese nell'aria. Le particelle rimangono all'interno della Fuse Sift perché sono troppo grandi per spostarsi con le correnti d'aria nell'ambiente in cui l'utente respira. 

La Fuse 1 e la Fuse Sift utilizzano anche filtri HEPA standard per il settore, che forniscono un feedback ai sensori interni e avvisano l'utente in caso di prestazioni non soddisfacenti dei filtri, consigliandone la sostituzione. 

Chi non conosce bene i workflow SLS potrebbe leggere la raccomandazione di indossare guanti e mascherina N95 e pensare che la polvere sia tossica, come nel caso di alcuni vapori che si liberano durante un processo di stampa a modellazione a deposizione fusa. Tuttavia, grazie alla granulometria di dimensioni, elevate ai filtri HEPA e di scarico standard per il settore e all'area di lavoro semi-chiusa, l'utilizzo della Fuse 1 e della Fuse Sift è sicuro in un ambiente interno e può avvenire in contesti educativi, laboratori di ricerca, uffici e studi creativi, nonché in contesti industriali più tradizionali. 

I punti illustrati qui sopra valgono sia se si utilizza una singola stampante sia se si prevede di aggiungere più apparecchi. La Fuse 1 e la Fuse Sift sono ideali per contesti di produzione o per la prototipazione iterativa grazie alle seguenti caratteristiche:

• Dimensioni: facili da consegnare in ambienti non industriali, facili da configurare

• Prezzo: economiche da usare per workflow esistenti, convenienti in caso di acquisto di più apparecchi

• Manutenzione ridotta: interventi di manutenzione semplici e poco frequenti, assistenza eccellente

• Varietà dei materiali: più materiali permettono una maggiore flessibilità di produzione

• Sicurezza: utilizzano filtri standard per il settore, sistemi di rilevamento e workflow chiusi che mantengono gli utenti al sicuro e a una distanza appropriata

La stampante Fuse 1 e la Fuse Sift hanno un design intuitivo e sono progettate per essere utilizzate sia dai clienti che conoscono già la stampa SLS, sia da clienti alle prime armi. Se hai domande sul workflow, su particolari applicazioni o sui requisiti delle infrastrutture, il nostro team di esperti della sinterizzazione laser selettiva è disponibile per dimostrazioni dettagliate e calcoli precisi del ritorno d'investimento, che vengono eseguiti su misura in base alle caratteristiche delle tue parti e del tuo programma di produzione.

Noi di Formlabs siamo orgogliosi che moltissimi dei nostri clienti abbiano incrementato la produzione grazie alla Fuse 1. Per conoscere le loro opinioni o studiare esempi reali delle stampanti in azione, dai un'occhiata alla nostra storia sul fornitore di servizi di Manhattan PrintParts o sul produttore di automobili personalizzate Vital Auto. Per seguire la crescita del mercato della stampa 3D SLS nel mondo, leggi il nostro Rapporto sulle applicazioni della stampa 3D.