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Tre motivi per usare la stampa 3D per la produzione di massa

La stampa 3D stereolitografica (SLA) è diventata molto popolare grazie alla sua capacità di produrre parti e prototipi ad alta precisione, isotropici e impermeabili in una vasta gamma di materiali avanzati con dettagli complessi e una finitura superficiale liscia. Tuttavia, le stampanti 3D SLA offrono molto di più della semplice prototipazione: se gestita e utilizzata correttamente, una flotta di stampanti desktop a prezzi accessibili può tranquillamente essere utilizzata per la produzione di massa in-house.

In questo articolo parleremo dei vantaggi sostanziali della produzione additiva alla base di innovazioni fondamentali sia nei prodotti che nei modelli aziendali e ti aiuteremo a capire come questo processo di stampa 3D può rendere più efficiente il tuo lavoro.

Ridurre i tempi di commercializzazione grazie alla produzione rapida di attrezzature

"Usiamo la High Temp Resin V2 a 50 micron. Ottima qualità e risoluzione fantastica. A prima vista è molto difficile distinguere le parti stampate da quelle realizzate con uno stampo in metallo."

Jake Fallon, ingegnere di processo per la produzione additiva presso Braskem

Nei settori più competitivi, i tempi di commercializzazione può essere un fattore decisivo per il successo di un marchio. La produzione di massa mediante stampa 3D può ridurre significativamente i tempi, evitando l'uso dei metodi tradizionali per la produzione di attrezzature e riducendo i tempi di realizzazione dei prototipi e delle parti per uso finale.

Avviare la produzione di massa con la stampa 3D non significa necessariamente stampare direttamente parti per uso finale. Questa tecnologia può anche essere usata per creare attrezzature personalizzate a un costo ridotto. Un esempio sono gli stampi per stampaggio a iniezione realizzati mediante la stampa 3D. Per la produzione di piccoli volumi (circa 10-100 parti), gli stampi realizzati in 3D consentono di risparmiare tempo e denaro. Permettono un approccio alla produzione più agile in quanto consentono a ingegneri e designer di modificare facilmente gli stampi e di continuare a iterare il design di parti funzionali destinate all'uso finale, mettendo così in discussione i metodi di produzione tradizionali.

Jake Fallon e il team di produzione additiva di Braskem si sono trovati davanti a un grosso problema: con la diffusione del COVID-19, l'azienda aveva bisogno di produrre migliaia di estensori per mascherine di protezione per i dipendenti di tutto il mondo. Che cosa potevano fare in 48 ore? 

Il team ha deciso di usare una stampante 3D e un apparecchio per lo stampaggio a iniezione che avevano già a disposizione. Se non avesse avuto accesso alla stampa 3D, Braskem avrebbe dovuto far produrre a terzi un costoso stampo in metallo, con grande dispendio di tempo e denaro. Invece, dopo solo una settimana dall'inizio del progetto, il team era già in grado di produrre migliaia di estensori e di spedirli agli uffici in tutto il mondo. 

Usando la High Temp Resin, il team di Braskem ha stampato in 3D uno stampo in grado di produrre due estensori alla volta. Al termine della stampa sulla Form 3, hanno rimosso i supporti dallo stampo realizzato in 3D e lo hanno sottoposto a un semplice processo di levigazione. Man mano che le gettate si solidificavano, gli estensori si accumulavano. Hanno iniettato all'interno dello stampo un polipropilene flessibile a bassa viscosità in modo tale da ridurre la pressione all'interno della cavità e allungare così la vita utile dello stampo realizzato in 3D. Il progetto è stato un grande successo. Il team di Braskem è rimasto colpito dal modo in cui lo stampaggio a iniezione ha permesso di ampliare l’utilizzo della loro stampante 3D al di là della prototipazione rapida, nell'ambito della produzione di massa.

Lo stampaggio a iniezione è solo uno dei molti esempi in cui la stampa 3D può sostituire strumentazione costosa. Un ulteriore esempio è la stampa 3D di dime e fissaggi personalizzati. Le dime e i fissaggi vengono utilizzati all'interno dei processi di fabbricazione e assemblaggio, per rendere queste operazioni più semplici e più affidabili, nonché per ridurre i tempi di ciclo e migliorare la sicurezza dei lavoratori. Normalmente i produttori realizzano le attrezzature in metallo, in-house o attraverso fornitori esterni. A seconda delle forze applicate sulle parti, però, non è sempre necessario che tutti gli strumenti siano fatti di metallo. Le resine standard e le resine ingegneristiche di Formlabs rappresentano un'ottima alternativa e sono formulate per resistere a test rigorosi e garantire prestazioni ottimali sotto sforzo. In molti casi, la stampa 3D SLA in-house di dime e fissaggi robusti in plastica facilita la produzione di massa. 


Report gratuito

La produzione additiva come tecnologia di fabbricazione

In questo report riportiamo l'esperienza del team di Formlabs Factory Solutions durante la creazione e l'adattamento di fabbriche agili con la stampa 3D.


La flessibilità di cambiare velocemente la produzione

Gli investimenti fissi e consistenti in apparecchi e strumenti di produzione fanno sì che i cambiamenti nella produzione siano spesso lenti e costosi. 

Il vantaggio di utilizzare la stampa 3D per la produzione su larga scala è la versatilità di ognuna delle stampanti. Prendiamo come esempio uno studio odontoiatrico: i dentisti non possono in alcun modo prevedere su quali casi dovranno lavorare e quindi che tipo di parti dovranno produrre. Una settimana potrebbe essere necessario produrre quasi solamente dime chirurgiche, mentre la settimana successiva potrebbero essere necessari bite per bruxismo o corone. La stampa 3D permette ai dentisti di offrire ai propri clienti diversi prodotti personalizzati di alta qualità e questo fa aumentare la fiducia dei pazienti, che raccomanderanno lo studio, facendone aumentare il fatturato. 

Questi principi possono essere applicati anche alle aziende di produzione più grandi. Invece di investire grandi somme di denaro in strumenti che possono svolgere una sola funzione, i settori nei quali è fondamentale adattarsi velocemente all'andamento del mercato possono ora sfruttare la stampa 3D per la produzione di massa. 

Ci sono anche alcuni esempi di produttori che hanno trasformato completamente la produzione. Precision ADM, un'azienda canadese che si occupa di produzione additiva, ha trasformato il proprio business usando la stampa 3D per produrre CANSWAB™, il tampone nasofaringeo approvato da Health Canada. Precision ADM ha sviluppato il concetto a marzo e dopo soli cinque mesi CANSWAB è diventato uno dei dispositivi medici stampati in 3D più diffusi in Canada. Utilizzando oltre 100 stampanti Form 3B, l'azienda ha ribaltato completamente il proprio modello aziendale e ha collaborato con Formlabs per creare una soluzione di stampa 3D personalizzata in grado di raggiungere l'obiettivo di produrre 100 000 tamponi alla settimana.

L’abilità di personalizzare i prodotti

I marchi che si rivolgono direttamente ai consumatori sono sempre di più e di conseguenza i marchi tradizionali hanno difficoltà a soddisfare le richieste da parte dei clienti per una maggiore personalizzazione. La fluttuazione rapida della domanda tra diversi prodotti può causare problemi alle aziende che hanno investito ingenti somme di denaro in strumentazioni costose. 

In risposta alle crescenti pressioni create dalla concorrenza, che punta a vendere prodotti per rasatura direttamente ai clienti, l’azienda produttrice di rasoi Gillette ha lanciato Razor Maker™, una piattaforma pensata per la progettazione e la produzione di manici di rasoio personalizzati e in edizione limitata.

Il progetto Gillette Razor Maker è la dimostrazione di come un'azienda può distinguersi dalla
concorrenza offrendo un livello di personalizzazione mai visto prima nella sua categoria di prodotto. In un mercato in cui è sempre più difficile orientarsi tra le diverse offerte disponibili, Gillette ha creato una nuova esperienza per i suoi clienti, permettendo loro di personalizzare i manici dei rasoi online.

Grazie all'implementazione all'interno del prodotto di parti personalizzate stampate in 3D, Gillette ha trovato un modo per rispondere in tempo reale alla domanda. La produzione può essere aumentata o diminuita a seconda degli ordini e se si verificano dei picchi di domanda di un design specifico, la produzione può essere adattata rapidamente. 

Uno dei vantaggi principali della stampa 3D SLA per la personalizzazione di massa dei prodotti è la vasta gamma di materiali disponibili, che possono essere tutti utilizzati in maniera intercambiabile sulla stessa stampante Formlabs.

Il nostro catalogo di materiali si presta a un’ampia gamma di applicazioni legate all’ingegneria e alla produzione, ma a volte ci sono applicazioni specifiche che hanno bisogno di qualcosa di davvero speciale. Formlabs ha investito moltissimo nella capacità di produzione dei materiali, creando un team di scienziati che lavorano alla creazione di materiali per applicazioni specifiche con proprietà personalizzabili per ogni applicazione che variano dalla resistenza alla lacerazione, al carico di rottura e all'allungamento. Ciò permette la produzione su larga scala di parti personalizzate stampate in 3D.

New Balance ha sfruttato la produzione additiva e la possibilità di personalizzazione dei prodotti facendo uso di un materiale appositamente creato per offrire prodotti unici e innovativi. La Rebound Resin è stata creata per resistere all'usura quotidiana tipica delle scarpe e, rispetto ad altri materiali elastomerici per la produzione presenti sul mercato, ha una resistenza alla lacerazione di cinque volte superiore, un carico di rottura triplo e un allungamento doppio. La creazione di nuove resine permette a New Balance di sfruttare la stampa 3D per la produzione di massa senza ulteriori investimenti sulla capacità di produzione attuale. Grazie alla stampa 3D in-house e a un nuovo materiale dalle potenzialità incredibili, New Balance è in grado di stampare in modo diretto una vasta gamma di parti per le sue calzature, a seconda delle necessità di ogni modello specifico.

"Eliminando gli stampi, possiamo risparmiare diversi mesi di sviluppo. La tecnologia TripleCell rende possibile la produzione di numerosi design contemporaneamente, reinventando l'approccio tradizionale ai test iterativi. Abbiamo la capacità di generare ed elaborare migliaia di opzioni prima di ottenere le strutture ad alta prestazione focalizzate sulla corsa che è possibile vedere oggi."

Katherine Petrecca, direttrice generale del dipartimento calzature presso l'Innovation Design Studio di New Balance.

Formlabs Factory Solutions

I vantaggi fondamentali della stampa 3D applicata alla produzione di massa non sono mai stati così facile da implementare nella tua azienda. Potrai ridurre i tempi di commercializzazione evitando la creazione di attrezzature, sfruttare la flessibilità per adattare rapidamente la produzione, nonché personalizzare i tuoi prodotti.

Proprio per questo, abbiamo lanciato Formlabs Factory Solutions, la nostra offerta per l'innovazione aziendale. Per la prima volta, grazie a un pacchetto completo e trasparente, le aziende che si occupano di produzione possono ottenere tutto il meglio di Formlabs: una combinazione di hardware e software per la stampa 3D e materiali progettati appositamente per facilitare l'implementazione della produzione additiva nella tua azienda.