#Startup3D: FUGO Precision 3D sviluppa un sistema di produzione additiva centrifuga che stampa, lava e polimerizza nella stessa camera

Immaginate una stampante 3D in grado di gestire l’intera produzione di un pezzo, dalla resina liquida al prodotto completamente polimerizzato, senza intervento umano. È la promessa di FUGO Precision 3D. Con sede in California, FUGO ha sviluppato un’innovazione sostanziale nel settore: un sistema di fotopolimerizzazione in vasca centrifuga che sostituisce i flussi di lavoro multi-fase del passato. Facendo ruotare la camera di costruzione a 3.000 giri al minuto, la macchina sfrutta la forza centrifuga per garantire una distribuzione della resina perfettamente uniforme e una finitura priva di linee di strato visibili. Questo approccio semplificato offre un ampio volume di costruzione e una qualità superficiale superiore, eliminando al contempo la necessità di operazioni manuali complesse. Per capire come questo sistema all-in-one stia riducendo i tempi di produzione, abbiamo parlato con il co-fondatore e CEO Alexander Meseonznik.

3DN: Può presentarsi e raccontarci il suo legame con la stampa 3D?

Sono Alexander Meseonznik, co-fondatore e CEO di FUGO Precision 3D. Negli ultimi trent’anni ho costruito la mia carriera individuando imprese promettenti e accompagnandole nella crescita. Ho avuto la fortuna di co-fondare e guidare cinque aziende verso exit di successo in diversi settori, sviluppando competenze nei sistemi operativi e strategici che trasformano concetti in fase iniziale in realtà imprenditoriali solide.

Il mio percorso verso la stampa 3D è iniziato quando mi è stato presentato Alexandr “Sasha” Shkolnik, il nostro Chief Technology Officer. Sasha è un inventore con oltre trent’anni di esperienza nella produzione additiva e nell’ingegneria di processo. Quando ci siamo incontrati per la prima volta, Sasha mi ha illustrato la sua visione di un approccio alla produzione additiva completamente nuovo, che nessun altro era riuscito a realizzare. Possedeva il talento tecnico e il concetto, ma aveva bisogno di un partner capace di trasformare quell’idea in un’azienda reale. Ne ho riconosciuto immediatamente lo straordinario potenziale e mi sono impegnato a concretizzare la sua visione.

Da lì ho costruito l’intero team da zero, assemblando figure di leadership nelle aree vendite, finanza, operations e R&S. Insieme a Sasha, abbiamo sviluppato la tecnologia dal concetto al prodotto finito, oggi pronto per la commercializzazione.

3DN: Cosa ha motivato la creazione di FUGO 3D e quale problema intendevate risolvere al momento della fondazione?

Il settore della produzione additiva ha compiuto progressi notevoli in termini di qualità di stampa e velocità nel corso degli anni. Ciò che però frustrava Sasha era il fatto che il flusso di produzione complessivo rimaneva fondamentalmente inefficiente. Ovunque, le aziende si trovavano a gestire macchine multiple, a spostare i pezzi tra stampanti, stazioni di lavaggio e camere di polimerizzazione, dedicando ore di lavoro dei tecnici ad attività che aggiungevano costi senza aggiungere valore.

Sasha non era interessato a miglioramenti incrementali dei sistemi esistenti. Voleva ripensare l’intero processo partendo dalle basi. La sua domanda era semplice ma ambiziosa: e se potessimo consolidare tutto in un unico sistema automatizzato, eliminando completamente la post-lavorazione manuale?

Questa ambizione ha portato al nostro approccio centrifugo. Anziché costruire i pezzi in strati orizzontali come qualsiasi altra stampante a resina, utilizziamo la forza centrifuga per creare una gravità artificiale, consentendo ai pezzi di formarsi completamente immersi nel materiale, che funge da struttura di supporto autonoma. Ciò riduce al minimo le linee di strato visibili e ci permette di integrare lavaggio, asciugatura e polimerizzazione nello stesso ciclo macchina. Non ci siamo proposti di costruire una stampante 3D migliore. Ci siamo proposti di creare una categoria manifatturiera del tutto nuova.

3DN: Può illustrarci il processo di stampa 3D centrifuga e il funzionamento dell’ecosistema FUGO 3D?

Il processo inizia con il nostro software F3D Studio. Gli operatori caricano i file di progetto e il software gestisce la disposizione intelligente dei pezzi e la generazione dei supporti. I parametri di costruzione possono essere configurati per bilanciare resistenza, finitura superficiale e velocità di produzione in base alle esigenze di ciascuna applicazione.

Una volta avviato il ciclo di costruzione, entra in gioco la forza centrifuga. Anziché polimerizzare sottili sezioni orizzontali una alla volta, il nostro sistema forma i pezzi come anelli concentrici mentre restano immersi nel materiale. La rotazione centrifuga genera una gravità artificiale che sostiene la geometria in formazione, il che significa che il materiale stesso funge da struttura di supporto. Il risultato sono superfici prive dell’effetto a gradini tipico della stampa 3D tradizionale, con un numero di supporti meccanici significativamente inferiore rispetto agli approcci convenzionali.

È ciò che avviene dopo a distinguerci davvero. Completata la stampa, la stessa macchina lava automaticamente la resina in eccesso dai pezzi, rimuove il solvente residuo tramite asciugatura centrifuga e procede alla polimerizzazione fino alla durezza finale. L’operatore carica la piattaforma di costruzione, si allontana e al ritorno trova pezzi finiti pronti all’uso. Nessun trasferimento tra stazioni, nessuna gestione manuale dei cicli di polimerizzazione, nessuna manipolazione dei pezzi.

L’ecosistema si estende oltre la macchina stessa. F3D Homebase offre un monitoraggio centralizzato per le strutture che utilizzano più unità, tracciando la cronologia produttiva, il consumo di materiali e lo stato delle apparecchiature in tempo reale. Per le operazioni ad alto volume, questa visibilità è essenziale per mantenere una produzione costante.

3DN: Esiste una curva di apprendimento nell’utilizzo di questa macchina legata alla forza centrifuga? In che modo si differenzia dagli altri processi di stampa 3D a resina e quali sono i vantaggi?

Abbiamo progettato il Model A affinché fosse intuitivo per chiunque abbia familiarità con la produzione additiva. Il software F3D Studio gestisce la complessità delle dinamiche centrifughe dietro le quinte. Gli operatori non hanno bisogno di una laurea in fisica: devono conoscere i propri pezzi e i propri requisiti produttivi. L’interfaccia si occupa del resto.

Ciò che differenzia realmente la nostra tecnologia è che i pezzi vengono stampati con il supporto delle forze gravitazionali mentre sono completamente immersi nel materiale, che funge da struttura di supporto autonoma. Il vantaggio principale, tuttavia, è che non utilizziamo alcun mezzo meccanico per applicare nuovi strati. Creiamo gravità artificiale attraverso le forze centrifughe, generando fino a 2.000 G rispetto al singolo G che sperimentiamo sulla Terra. Questo ci consente di creare strati estremamente sottili e precisi, non ottenibili con gli approcci meccanici convenzionali.

Il metodo di formazione concentrica produce una qualità superficiale superiore con un effetto a gradini minimo. Raggiungiamo una ripetibilità dimensionale fino a 30 micron, in modo costante. Il nostro volume di costruzione consente cicli produttivi più ampi e la produttività raggiunge livelli che richiederebbero più macchine tradizionali per essere eguagliate.

3DN: F3D Studio include la “generazione capillare integrata”. Può spiegarci di cosa si tratta e perché è necessaria per produrre “pezzi mission-critical”?

Quando si producono componenti di precisione per applicazioni medicali, dentali o aerospaziali, la geometria interna è importante quanto la precisione esterna. La generazione capillare è una funzionalità software che crea automaticamente canali interni ottimizzati e percorsi di drenaggio all’interno dei pezzi.

Il sistema capillare ci permette di affrontare uno dei problemi più rilevanti nella stampa SLA: i cosiddetti “volumi intrappolati”. Si tratta di aree all’interno di un pezzo con accesso limitato al materiale. In una stampante convenzionale, una lama si muove avanti e indietro per riempirle. La nostra stampante non dispone di parti meccaniche per la stampa.

Quello che facciamo invece è creare fori capillari estremamente piccoli, di circa 20 micron. In una stampante tradizionale, il materiale non riuscirebbe mai a passare attraverso un’apertura così ridotta. A 2.000 G, tuttavia, il materiale non ha alcuna difficoltà ad attraversare uno spazio così ristretto. Dopo il passaggio del materiale attraverso il capillare, il laser lo chiude, quindi l’operatore non deve compiere alcuna operazione al termine del ciclo.

Oltre al drenaggio, le strutture interne intelligenti consentono l’ottimizzazione del peso senza compromettere le prestazioni meccaniche. Gli strumenti di generazione capillare ci permettono di raggiungere sistematicamente entrambi gli obiettivi. Per le applicazioni in cui la precisione non è negoziabile, questo livello di controllo sull’architettura interna è essenziale. Lo abbiamo integrato nel nostro flusso di lavoro perché i settori che serviamo non possono permettersi problemi di qualità prevenibili.

3DN: Come funziona la capacità “Multi-Materiale” in pratica?

Il nostro sistema supporta entrambi gli scenari, offrendo una notevole flessibilità. Il Model A include una configurazione a doppio serbatoio che mantiene due resine diverse caricate e pronte simultaneamente.

La stampa multi-materiale funziona così: prima la stampante costruisce la parte inferiore del modello con il Materiale A. Una volta terminate le caratteristiche necessarie, il processo si ferma e il Materiale A inutilizzato viene pompato fuori dalla camera. I modelli già stampati vengono lavati accuratamente in modo automatico. Successivamente, il processo riprende mentre il Materiale B inizia a riempire il tamburo e il sistema laser si attiva, garantendo un’adesione eccellente tra i materiali. Il pezzo multi-materiale viene quindi lavato, asciugato e polimerizzato nello stesso ciclo automatizzato per un prodotto finito.

Possiamo creare pezzi singoli che incorporano più materiali con interfacce incollate, aprendo applicazioni nella gioielleria o nei dispositivi dentali. Quando le esigenze produttive superano quanto contenuto nel doppio serbatoio, il passaggio a resine diverse richiede solo 15-25 minuti per un ciclo di spurgo completo. Il sistema è adattabile a tutti i materiali fotopolimerici sul mercato.

3DN: Che sfide avete affrontato nello sviluppo e nella gestione di questo ecosistema, e quali lezioni ne avete tratto?

Quando si introduce qualcosa di realmente innovativo, lo scetticismo è inevitabile. I professionisti del settore hanno visto troppe promesse eccessive nella produzione additiva. Dire che abbiamo eliminato le linee di strato e automatizzato tutto il post-processing invita a sollevare le sopracciglia. Abbiamo imparato presto che spiegare non basta: la dimostrazione è essenziale. Ecco perché i nostri prossimi eventi presenteranno cicli di produzione dal vivo.

Le sfide ingegneristiche sono state considerevoli. Raggiungere la costanza dimensionale richiesta per le applicazioni medicali e dentali impone precisione in ogni sottosistema. Il nostro team ha dedicato anni al perfezionamento della meccanica, dei controlli di processo e degli algoritmi software. Non esistevano scorciatoie.

La lezione più importante è forse che il passaggio da prototipo funzionante a prodotto commerciale richiede la stessa attenzione all’infrastruttura aziendale che alla tecnologia. Capacità commerciali, sistemi finanziari, servizi operativi, relazioni con la catena di fornitura: sono questi gli elementi che determinano se un’innovazione raggiunge il mercato o si arena in fase di sviluppo.

3DN: Quali sono le principali priorità di FUGO 3D per il futuro?

Nel breve termine, il nostro obiettivo è mettere la tecnologia nelle mani dei partner produttivi. Dopo aver presentato il sistema all’LMT Lab Day di Chicago lo scorso febbraio, stiamo ora avviando la distribuzione delle macchine ai partner beta nel corso dell’anno. Laboratori dentali e stabilimenti produttivi potranno valutare le prestazioni della tecnologia nel loro effettivo ambiente di produzione.

Oltre al dentale, intravediamo opportunità significative nella salute uditiva, nell’aerospazio e nella difesa. Guardando più avanti, il nostro team di ingegneria continua a far progredire la piattaforma con l’obiettivo di mantenere la leadership tecnologica scalando al contempo la produzione per soddisfare la domanda sui mercati globali.

3DN: Un’ultima parola per i nostri lettori?

La produzione additiva promette da tempo di trasformare la produzione, ma flussi di lavoro frammentati e post-lavorazioni ad alta intensità di manodopera ne hanno limitato il potenziale. Abbiamo creato FUGO per mantenere finalmente quella promessa: pezzi realmente pronti per la produzione da un unico sistema automatizzato. Per maggiori informazioni, visitate il nostro sito www.fugo3d.com e seguiteci su LinkedIn.

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*Tutti i crediti fotografici: FUGO Precision 3D