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Prototipazione rapida con più materiali

wohler hero

Sebastian Leifels doveva affrontare una sfida: creare un prototipo funzionale ed estetico, così da poter preparare un nuovo prodotto per la fusione e la produzione finale. In qualità di designer di prodotto presso Wöhler, un produttore tedesco di tecnologie per metrologia e ispezione, Sebastian doveva progettare un prototipo dotato dell'estetica e delle funzionalità del prodotto finale. "È fondamentale evitare errori in questa fase del processo di design. Eventuali modifiche al dispositivo di fusione, nonché al prodotto finale, sono molto costose. Si tratta di cifre che vanno dalle migliaia alle centinaia di migliaia di euro."

Sebastian valutava i rischi mentre realizzava il prototipo del Wöhler HF 550, un dispositivo in grado di misurare il livello di umidità di parti e prodotti in legno, come pellet e trucioli. Ecco che cosa hanno imparato Sebastian e il team di Wöhler durante il processo di prototipazione rapida.

La prototipazione interna consente di ottenere un design finale migliore.

Sebastian Leifels, designer di prodotto, ha mantenuto la produzione internamente mentre creava un prototipo funzionale ed estetico per il misuratore di umidità del legno Wöhler HF 550.

Sebastian Leifels, designer di prodotto, ha mantenuto la produzione internamente mentre creava un prototipo funzionale ed estetico per il misuratore di umidità del legno Wöhler HF 550.

Per poter rispettare le scadenze, Sebastian doveva poter eseguire le modifiche del prototipo rapidamente e con facilità, quindi decise di utilizzare la stampa 3D desktop. Scelse una stampante 3D Formlabs, che usa la tecnologia della stereolitografia (SLA) per creare modelli precisi in poche ore. Ricorda come "la produzione di un prototipo passò dal richiedere diversi giorni a poter essere realizzata in poche ore. Dato che abbiamo usato la stampante per creare il design delle parti per l'alloggiamento del dispositivo, abbiamo risparmiato diverse settimane nel processo di sviluppo."

Mantenendo la produzione internamente, il team di Wöhler è riuscito ad avere maggiore controllo e svolgere più rapidamente il processo di design. Sebastian ricorda: "Se necessario, durante la fase di sviluppo facevamo funzionare la stampante giorno e notte per diverse settimane." Con un grande numero di prototipi a disposizione, il team poteva testare più idee durante il processo, ottenendo quindi un risultato finale migliore.

Nella scelta degli strumenti, il prezzo non determina la qualità.

La stampa 3D SLA può essere utilizzata per modelli che richiedono un alto livello di precisione, come le chiusure con accoppiamento a scatto.

La stampa 3D SLA può essere utilizzata per modelli che richiedono un alto livello di precisione, come le chiusure con accoppiamento a scatto.

Durante le prime fasi del processo di design, Sebastian disponeva di una stampante 3D desktop basata sulla tecnologia della modellazione a deposizione fusa (ingl. "Fused Deposition Modeling", FDM), che aveva un costo più di quattro volte superiore a quello della macchina Formlabs. Eppure la stampante FDM non riusciva comunque a produrre dettagli accurati. "La nuova stampante consente di ottenere un livello di precisione superiore" spiega Sebastian. "La macchina che avevamo prima a disposizione offriva una dimensione minima degli strati di 0,178 mm. La stampante 3D Formlabs offre una dimensione minima degli strati di 0,025 mm." "Anche se scegli la stessa dimensione degli strati, la stampante Formlabs consente di ottenere sempre risultati migliori."

La combinazione di più materiali consente di migliorare i test per gli utenti.

Sebastian creò i pulsanti e la scocca del misuratore con la stessa stampante 3D, ma utilizzò resine diverse.

Sebastian creò i pulsanti e la scocca del misuratore con la stessa stampante 3D, ma utilizzò resine diverse.

Per realizzare un prototipo del misuratore di umidità del legno, Sebastian doveva incorporare numerosi materiali differenti. La stampante 3D FDM che il team utilizzava in principio non consentiva di stampare materiali flessibili, quindi all'inizio dovettero seguire un procedimento complesso. Per prima cosa, crearono il design di un modello di prova per la fusione e lo stamparono sulla stampante FDM. Dopodiché, eseguirono con cura la post-elaborazione del modello per la fusione, in modo da rendere lisce le superfici. Infine, riempirono il modello con un composto di gomma. Sebastian ricorda: "Era un processo lungo e laborioso, e non ci consentiva comunque di ottenere dettagli precisi. Ora abbiamo semplificato il procedimento, perché stampiamo direttamente parti dettagliate."

Sebastian usò la Black Resin per la scocca e la Flexible Resin per il tastierino. I tasti dovevano comprimersi quando l'utente li schiacciava, perciò la loro superficie doveva essere molto sottile ma resistente allo stesso tempo. Sebastian dice che la Flexible Resin ha consentito al team di "svolgere una vasta gamma di test con i prototipi, senza alcun tipo di danno o limitazione funzionale della parte."

Grazie alla stampa 3D in-house possiamo testare le parti di ciascun dispositivo prima di procedere con la produzione su larga scala. Il rischio di dover rilavorare il dispositivo durante le fasi successive è ridotto.

Sebastian e il suo team ora usano la loro stampante 3D Formlabs per realizzare tutti i prototipi di Wöhler: "Grazie alla stampa 3D in-house possiamo testare le parti di ciascun dispositivo prima di procedere con la produzione su larga scala. Il rischio di dover rilavorare il dispositivo durante le fasi successive è ridotto." L'utilizzo di una singola macchina in grado di produrre parti in diversi materiali offre al team di Wöhler nuove possibilità di prototipazione. Anche se grazie alla stampa 3D in-house possono risparmiare tempo e denaro, il vantaggio principale è che consente di creare prodotti finali migliori.

Scopri come funziona la stampa 3D SLA