Le soluzioni di stampa 3D continua disponibili sul mercato
L’automazione e la produzione continua stanno diventando sempre più importanti nell’industria. Molte aziende stanno sviluppando approcci e soluzioni per automatizzare i loro flussi di lavoro e lavorare con stampanti potenti in grado di stampare in continuo. Le soluzioni per la stampa 3D continua comprendono l’integrazione di elementi che permettono di produrre pezzi in serie senza interruzione o di notevole lunghezza. Esistono diverse soluzioni per la stampa 3D continua che consentono di automatizzare l’inter processo di stampa fino al post-processing. L’elenco che segue fornisce una panoramica delle tecnologie e dei sistemi che consentono la stampa 3D continua attualmente disponibili sul mercato.
La DP Polar di 3D Systems
L’azienda tedesca 3D Polar è stata acquisita da 3D Systems nell’autunno del 2022. Tuttavia, la stampante DP Polar è ancora sul mercato. Sotto l’ala di 3D Systems, sembra che la straordinaria tecnologia High Speed Rotary AM (HSR AM) di DP Polar sia stata ulteriormente sviluppata. Il principio chiave è una piattaforma di stampa ad alta velocità in continua rotazione con segmenti separabili e intercambiabili per una produzione continua. Le tecnologie integrate consentono un’interazione perfetta con i sistemi ERP per una migliore garanzia di qualità. Inoltre, gli elementi di pre e post-lavorazione sono automatizzati all’interno del sistema. Dall’acquisizione del materiale alla rimozione dei pezzi, all’orientamento e al taglio, Polar DP è progettata per funzionare con un’interazione umana minima. Con un sistema di stampa 3D Material Jetting, la velocità di produzione consente una vera e propria produzione di massa di parti complesse o specializzate realizzate con una varietà di materiali e colori.
La soluzione Figure 4 di 3D Systems
Figure 4 di 3D Systems è una piattaforma di produzione continua. Si tratta di una soluzione modulare che consente di combinare diverse macchine o “unità configurabili”, come spiega il produttore, quindi sia stampanti 3D che soluzioni di post-processing. Attraverso una cella di controllo, gli utenti possono combinare fino a 16 stampanti a resina, creando un sistema semi-automatico e aumentando il volume dei pezzi creati.
La Figure 4 è una soluzione di produzione semi-automatica (crediti fotografici: 3D Systems)
Blackbelt, un punto di riferimento per la produzione continua
Il progetto della stampante 3D Blackbelt è nato da una campagna di crowdfunding che ha raggiunto un gran numero di persone in breve tempo. Il team di BlackBelt3D non è stato il primo a proporre l’idea di aggiungere un piano di stampa scorrevole, ma è stato il primo a metterla in pratica. BlackBelt è in grado di stampare pezzi lunghi con diverse angolazioni, senza supporto e in serie. Per quanto riguarda i dettagli tecnici, questa stampante 3D ha un’altezza massima di stampa di 340 mm, una larghezza massima di 340 mm e una lunghezza di stampa infinita. La stampante 3D può essere acquistata singolarmente, con la versione Standalone per la stampa ad altezza ergonomica (include un controller e una struttura di supporto) o con la versione Roller Table per la stampa di parti lunghe senza limiti (include un tavolo a rulli per contenere le parti lunghe). La stampante Blackbelt lavora con materiali rigidi, anche se è possibile aggiungere un’estensione per la stampa di materiali flessibili.
Crediti fotografici: Blackbelt
MIRA di Cosmyx
Il produttore francese Cosmyx ha dato vita alla soluzione MIRA, una vera e propria microfabbrica connessa dedicata alla produzione additiva industriale. Si tratta di un sistema di stampanti 3D FDM controllate da un robot compleamente automatizzato. MIRA è dotata di sensori per monitorare in tempo reale la qualità e l’umidità delle aree di produzione e di stoccaggio dei materiali. Il robot garantisce l’automatizzazione dell’ispezione delle parti stampate in 3D, della loro preparazione per l’assemblaggio e del confezionamento. La soluzione fornisce una produzione 24h/24 permettendo di ottimizzare i processi industriali ripetitivi e velocizzare la produzione senza bisogno dell’intervento umano.
Cediti: Cosmyx
3DPrintMill di Creality
Il produttore Creality, con sede a Shenzhen, ha lanciato una campagna Kickstarter per il suo progetto di stampante 3D, 3DPrintMill. La macchina presenta un piano di stampa scorrevole in nylon e può produrre parti di lunghezza infinita, anche se la stampa più lunga finora è stata di 6 metri. La 3DPrintMill è anche in grado di riprendere il processo di stampa in caso di interruzione di corrente e rileva la fine del filamento per cambiare la bobina senza influenzare il pezzo. Il volume di stampa massimo è di 200 x 170 x ∞ mm, leggermente inferiore a quello della BlackBelt. Questa stampante 3D è ideale per la produzione in serie non controllata, perché quando il nastro avanza, i pezzi si staccano automaticamente e cadono in un contenitore apposito.
Anche la 3DPrintMill ha piano di stampa scorrevole (foto: Creality)
La Form Auto di Formlabs
La soluzione Form Auto sviluppata da Formlabs non è una stampante 3D in senso stretto: è un’estensione che automatizza il processo di stampa rimuovendo automaticamente i pezzi dal piano e avviando la stampa successiva. Form Auto è compatibile con le macchine Form 3 e Form 3+. Raccoglie i pezzi in un vassoio resistente ai raggi UV, che possono poi essere inviati al Form Wash per iniziare il post-processing. Questa soluzione evita lunghi tempi di fermo per le stampanti 3D, offrendo un flusso di produzione continuo e una maggiore libertà per l’operatore.
Crediti: Formlabs
HP Jet Fusion 4200
HP Jet Fusion 4200 è una stampante 3D industriale ideale per la prototipazione funzionale e la produzione di piccole serie. A seconda dell’applicazione, è possibile scegliere un metodo di stampa che si concentra sulle proprietà meccaniche, funzionali o estetiche del pezzo, sulla precisione o sulla velocità. HP Jet Fusion 4200 è dotata di un sistema di controllo qualità integrato, i cui risultati sono visualizzati sul touch screen della stampante. Può essere controllata a distanza e dispone anche di un sistema di controllo termico strato per strato, che consente correzioni predittive voxel per voxel. La macchina comprende anche un sistema di disimballaggio e raccolta dei materiali, nonché sistemi di miscelazione e caricamento automatico dei materiali. È presente anche un modulo di raffreddamento rapido. Per la stampa 3D continua sono necessarie due unità di produzione HP Jet Fusion 3D. L’unità utilizzata viene automaticamente evacuata per il raffreddamento non appena la stampa è completata.
Crediti: HP
iFactory One
La start-up tedesca iFactory, produttrice di stampanti 3D desktop con tecnologia FDM, ha sviluppato una stampante 3D con piano di stampa scorrevole nel 2020. Chiamata iFactory One, questa macchina è in grado di stampare in 3D parti di qualsiasi lunghezza e di produrre volumi elevati senza interruzioni. È stata infatti eletta Startup dell’anno 2020. Il volume di stampa è di 180 mm x 290 mm, con una lunghezza in teoria infinita. L’ugello intercambiabile da 0,4 mm può raggiungere una temperatura di 260 gradi e stampare a una velocità di 200 mm/s. I filamenti compatibili sono PLA, PETG, PC, TPU, nylon e ABS.
La macchina iFactory One (foto: iFactory)
La stampante 3D Array di Mosaic
Creata dal produttore di stampanti 3D Mosaic, con sede a Toronto, la Array ha tre punti di forza fondamentali: alta produttività, basso costo e tempi di inattività minimi. Il pacchetto comprende quattro stampanti 3D Element/HT in grado di gestire otto materiali per stampante, per un totale di 32, compresi polimeri ad alte prestazioni come PEEK e PEKK. Oltre a un carrello di stoccaggio per collocare le stampe finite, il processo di automazione è progettato per stampare in modo continuo su un massimo di 40 vassoi di stampa separati. Un braccio robotico che lavora dietro le quinte è in grado di sostituire automaticamente i piatti di stampa, di trasportare i prodotti finiti al carrello di stoccaggio e persino di sostituire i materiali. Secondo il produttore, il livello complessivo di automazione offerto dalla configurazione robotica consente di decuplicare la produttività e di ridurre il costo per pezzo fino al 95%, a seconda del tipo di materiale. Oltre alla macchina, il controllo del flusso di lavoro e la gestione delle singole stampe possono essere effettuati utilizzando il software di gestione Canvas di Mosaic. Infine, per sottolineare il suo impegno per la qualità, Mosaic invia specialisti per impostare la macchina e formare gli utenti fino alla prima produzione in serie da parte del cliente. I prezzi sono disponibili su richiesta sul sito web del produttore.
Crediti: Mosaic
Ender EZ Belt di PowerBelt
La Ender EZ Belt è una stampante 3D FDM fai da te del produttore americano PowerBelt3D per stampa continua. Il progetto Ender EZ Belt è stato creato per aggiornare la stampante Ender-3 rendendola completamente automatizzata con l’aggiunta del piano di stampa scorrevole. Nel dettaglio, il piano di stampa scorrevole Formula32 è stato creato dopo 28 mesi di tentativi ed errori per creare uno economico e allo stesso tempo resistente. Il progetto open-source è ideale per i makers e permette di ottenere la stampante 3D completa per 250-450 dollari, a seconda della provenienza dei componenti.
Prusa Pro Afs
Prusa Research è stata fondata come piccola impresa individuale da Josef Průša nel 2009, a Praga, e oggi è uno dei nomi più noti della stampa 3D. La stampante Prusa Pro Afs è dotata di un sistema autonomo, una soluzione di nuova generazione per la creazione di prototipi rapidi e piccole serie. L’interfaccia e il touch screen di facile utilizzo la rendono la stampante perfetta per tutti i livelli. I principali vantaggi della Prusa Pro Afs rispetto alle altre macchine FDM sono la capacità di avviare la produzione non appena si carica un file, l’ampia gamma di materiali compatibili e la facilità di manutenzione.
Crediti: Prusa
Silver Belt, la stampante 3D in kit
L’azienda italiana Robot Factory produce stampanti 3D dal 2011. Uno dei suoi modelli di punta è la Silver Belt: una macchina FDM in kit con un estrusore inclinato di 45°. Un’angolazione che consente di stampare in modo continuo e senza supporto. Per quanto riguarda le specifiche della stampante 3D, ha un volume di stampa di 270 x 300 mm sull’asse XY, quindi non vi sono limiti di lunghezza. Secondo il produttore, la macchina è facile e veloce da assemblare, e consente di progettare in modo semplice numerose parti prodotte in serie o oggetti di grandi dimensioni. Robot Factory offre anche la versione analoga già assemblata, la macchina Sliding-3D.
Stratasys Continuous Build™ 3D Demonstrator
Stratasys offre una soluzione per stampa 3D continua con capacità di stampa scalabile, in grado di produrre parti in modo continuo su una griglia di unità di costruzione, senza compromettere la ripetibilità e l’affidabilità della tecnologia FDM. Stratasys sostiene che la sua soluzione è in grado di stampare migliaia di parti in modo semplice e senza interruzioni. La stampante 3D è dotata di impostazione e configurazione automatica della stampa tramite il software SKYLAB. È compatibile con il materiale ABS e ha una dimensione di stampa di 12 cm3. L’anno scorso Stratasys ha lanciato una stampante 3D PolyJet con piano rotante: si dice che la J55 sia in grado di stampare fino a 5 materiali alla volta, con 500.000 colori!
La soluzione di stampa 3D continua di Stratasys. (Crediti: Stratasys)
X5 di Tiertime
Tiertime è un’azienda cinese che si è fatta presto un nome con la produzione di stampanti 3D e soluzioni di prototipazione. La X5 è una stampante dotata di un totale di dodici vassoi di stampa. È in grado di posizionare automaticamente fino a otto vassoi sulla sua piattaforma di costruzione e di ricaricarli durante il processo di stampa. Ciò significa che la X5 consente la stampa 3D continua di piccole tirature. Tuttavia, i lavori di stampa possono anche essere indipendenti l’uno dall’altro e, ad esempio, ordinati da persone diverse. La X5 elabora quindi questi lavori nella coda continua. Alla velocità massima di 200 mm/sec, la X5 stampa piccoli pezzi di 180 x 230 x 200 mm. Il processo si basa sull’estrusione, più precisamente sulla modellazione per estrusione fusa (MEM). Per una maggiore sicurezza e una riduzione delle emissioni tossiche, la Tiertime X5 è dotata di un doppio filtro Hepa e a carboni attivi.
Amcell 8300 di Triditive
La stampante 3D Amcell 8300 è una cella robotica dedicata alla produzione additiva offerta da Triditive. È progettata per la produzionein serie di pezzi finiti altamente complessi e precisi. Abbinata al software EVAM, consente di gestire gli ordini di produzione, monitorare i processi e controllare le materie prime. La calibrazione di ogni testina di stampa è automatizzata, così come l’espulsione dei pezzi stampati e il loro spostamento nel modulo di stoccaggio automatico. È inoltre garantita la tracciabilità dei pezzi. Tutte queste caratteristiche garantiscono il successo della stampa 3D continua. L’Amcell 8300, che misura 3,4 x 2 x 2 m, è in grado di stampare 8 tonnellate di metallo all’anno; può produrre pezzi su un’area di oltre 300 mm con un’altezza massima di 350 mm; il diametro dell’ugello varia da 0,4 a 0,8 mm; lo spessore di strato minimo è di 30 micrometri; dispone di 8 robot. La camera riscaldata è dotata di un sistema di controllo della temperatura e di un meccanismo di filtraggio. La stampante 3D è compatibile con un’ampia gamma di materiali polimerici, compositi e metalli.
Crediti: Triditive
VX1000 HSS di Voxeljet
La VX1000 HSS è una stampante 3D industriale per polimeri che può essere utilizzata come alternativa economica allo stampaggio a iniezione. È progettata per l’uso continuo nella produzione industriale ed è adatta alla produzione in serie grazie all’eliminazione dei tempi di inattività per il cambio degli stampi. Il sistema automatizzato consente la stampa continua, presenta un volume di stampa di 215 litri e produce componenti di 100 x 540 x 400 mm utilizzando il processo Polymer High Speed Sintering. Sebbene la VX1000 HSS sia stata progettata per lavorare PA12, è possibile lavorare anche altri materiali. La VX1000 HSS è adatta per la produzione di componenti polimerici sofisticati su scala industriale, in piccole e medie serie, nonché per la costruzione di prototipi.
Crediti: Voxeljet
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