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La più grande fiera dei compositi al mondo sta abbracciando la produzione additiva

Al JEC World 2024 l'AM e i compositi continuano a mostrare potenti sinergie, costruendo le parti più avanzate di domani

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VoxelMatters (sotto i suoi vari nomi precedenti) copre, studia e analizza il segmento della produzione additiva dei compositi da quasi 10 anni. Presto pubblicheremo il nostro ultimo studio di mercato Composite AM 2024 e andremo in profondità nell’evidenziare e sviscerare tutte le ultime tendenze commerciali in questo segmento incredibilmente affascinante. Alcune cose sono cambiate radicalmente – ad esempio, il fatto che gli utensili compositi LFAM sono ora sempre più visti come un’applicazione indispensabile nella produzione di compositi – mentre alcune cose non cambiano mai, incluso il fatto che si prevede che la stampa 3D di compositi in fibra continua sarà un must.Tutto questo e molto altro era evidente al JEC World 2024, semplicemente la più grande esposizione di compositi al mondo.

Nota: per una migliore leggibilità, troverete tutte le immagini dello show floor di JEC 2024, di tutti i prodotti citati in questo articolo, nella gallery fotografica alla fine del testo.

La presenza dominante di Airtech

Una cosa che è cambiata in modo significativo da quando abbiamo iniziato a studiare il mercato dei compositi AM è che ora esiste un chiaro leader di mercato nei materiali compositi in pellet. Airtech è stata in grado di costruire un’attività di materiali AM compositi insieme a un’attività di servizi AM compositi e così facendo l’azienda ha costruito una rete che collega (con) le più importanti società di tecnologia hardware e software LFAM compositi. Quest’anno, il successo della strategia di Airtech è stato più evidente che mai, con ben 10 stand di aziende partner che esponevano ufficialmente progetti realizzati con materiali Airtech – e molti altri mostravano parti realizzate con materiali Airtech anche se non lo dichiaravano chiaramente.

Per Airtech, il mercato del pellet composito ha le dimensioni giuste per costruire un business redditizio e in crescita, mentre aziende più grandi come SABIC, Techmer, Mitsubishi Chemical o LEHVOSS hanno investito solo marginalmente nella costruzione del loro mercato. Sebbene la maggior parte di queste aziende continui a vendere materiali compositi per LFAM, nessuna di loro era presente con uno stand alla fiera. Ciò potrebbe essere interpretato in una luce negativa, con una domanda semplicemente non abbastanza ampia da soddisfare gli appetiti di queste grandi aziende, se non fosse per il fatto che altre aziende più piccole ma estremamente capaci stanno entrando nel mercato dell’AM a pellet. Quella che ha mostrato le capacità più avanzate e la volontà di investire nella crescita del mercato è Xenia Materials, un’azienda specializzata in materiali compositi che sta lavorando all’ottimizzazione di un ampio portafoglio di materiali compositi specifici per applicazioni di stampa 3D a pellet. Xenia ha segnalato un livello di interesse molto significativo per i suoi prodotti materiali durante la fiera.

Avere concorrenti credibili che entrano nel segmento dei materiali compositi in pellet è un buon segno per il mercato nel suo complesso ma, ovviamente, eserciterà maggiore pressione su Airtech affinché espanda le proprie capacità. E l’azienda non perde tempo. Al fine di alimentare una base installata in rapida crescita di (milioni di) macchine desktop come P1 e X1 di Bambu Lab in grado di stampare filamenti compositi con relativa facilità, Airtech sta rapidamente espandendo la sua linea di filamenti per stampa 3D per includere PC/CF e PC/ GF, PESU CF e rPET CF (riciclato) – vedi la prima foto nella gallery qui sotto. Presso lo stand, l’azienda ci ha mostrato anche diverse parti composite di dimensioni più piccole stampate su un sistema Bambu Lab e la loro qualità era eccellente. Hanno spiegato che le parti sono state stampate a una velocità inferiore a quella di cui sono capaci P1 e X1, ma questo non è necessariamente un problema per la produzione di prototipi e persino parti di ingegneria avanzata.

Airtech ha anche puntato i riflettori sul potenziale di circolarità delle sue applicazioni di utensili LFAM utilizzando i materiali Dahltram, mostrando il lavoro svolto per migliorare la Porsche GT2 RS Clubsport della Brumos Collection per la gara Pikes Peak International Hill Climb del 2023. A sostegno di questo programma, l’azienda ha fornito tutti i materiali essenziali, incluso il policarbonato Dahltram C-250CF, materiale rinforzato con fibra di carbonio ottenuto da scarti di utensili riciclati, per dimostrare le capacità del ciclo di vita circolare degli utensili stampati in 3D.

Altre aziende di hardware e tecnologia

Ciò che forse è ancora più impressionante è l’enorme numero di aziende che ora offrono potenti sistemi hardware LFAM per la costruzione di strumenti compositi estremamente grandi utilizzando materiali compositi in pellet. Elencarli tutti è inutile quindi ne segnaliamo alcuni che si sono ritagliati una posizione particolarmente significativa nel mercato. Le aziende più visibili – almeno in Europa, il più grande mercato regionale globale oggi per i compositi – sono le aziende italiane CMS e Caracol, insieme all’azienda olandese CEAD. In Nord America la leadership è tenuta saldamente da Thermwood, con una certa concorrenza da parte di Ingersoll (che fa parte di Camozzi, azienda italiana ma è significativamente più attiva nel mercato statunitense attraverso la filiale Ingersoll).

CMS e Caracol hanno rafforzato ulteriormente la loro posizione annunciando un’alleanza durante JEC World che vedrà entrambe le società cooperare sullo sviluppo del mercato CMS e Caracol collaborano sul portale a 5 assi e sul robot LFAM a 6 assi, mettendo così a disposizione dei propri clienti sia sistemi robotizzati a 6 assi (HERON AM) che sistemi a portale a 5 assi (CMS Kreator). Annunciate dal CEO di Caracol Francesco De Stefano presso lo stand dell’azienda, le collaborazioni vedono anche Caracol stringere ulteriormente il suo rapporto con Airtech qualificando tutte le resine Dahltram per i sistemi HERON AM.

La prossima serie di aziende rilevanti nella tecnologia composita LFAM vede CEAD continuare a fare progressi con una crescita organica costante e, in particolare, la sua collaborazione con Belotti sulla macchina a portale BEAD (che utilizza un estrusore CEAD) e con Adaxis sull’integrazione del software AdaOne. Un’altra notevole applicazione del software Adaxis e Ai Build, su un robot CEAD LFAM, ha visto lo specialista in compositi LFAM LF3D (lo spin-off LFAM del fornitore di servizi di produzione composita e additiva MSA Manufacturing) produrre direttamente una stampante 3D, una parte marittima GFR di grandi dimensioni e altamente complessa ( che non era in mostra al JEC 2024 ma puoi vedere il processo di stampa nel video qui sotto).

La terza azienda più rilevante nella rete Airtech è Weber Additive, lo spin-off LFAM del grande specialista tedesco di estrusione di polimeri Hans WEBER Maschinenfabrik. Collaborando con Ai Build, Weber Additive offre sia un sistema robotico che un sistema a portale e segnala forti tassi di adozione all’interno dell’ampia rete di clienti della società madre. Oltre a questi attori principali, ci sono molte altre aziende che stanno facendo scalpore nel mercato AM. Il più notevole è stato Thermwood, che è di gran lunga il principale fornitore di hardware e servizi LFAM nel mercato nordamericano attraverso un’ampia gamma di macchine LSAM. Per la prima volta, Thermwood ha portato un sistema al JEC World e ha mostrato la stampa vera e propria. Anche Ingersoll, la filiale LFAM con sede negli Stati Uniti dell’azienda italiana di macchine utensili Camozzi, rimane un attore leader sia in Nord America che in Europa, tuttavia l’azienda sta ancora lottando per trovare un’efficace strategia di go-to-market per sfruttare appieno i suoi sistemi Masterprint. potenziale enorme.

Altre aziende stanno popolando il mercato dell’hardware LFAM, offrendo funzionalità uniche e sistemi hardware altamente industrializzati. Alcuni di questi erano presenti nelle precedenti edizioni del JEC World e includono lo specialista aerospaziale spagnolo Mt Torres, il gruppo industriale tedesco Krauss Maffei e lo specialista italiano di macchine utensili per metalli Breton. JEC 2024 ha visto anche l’anteprima mondiale della soluzione Multiax ibrida serie P dell’azienda italiana MULTIAX , che integra il sistema di estrusione sviluppato dalla startup REV3RD insieme ai materiali Dahltram forniti da Airtech.

Infine, ma non meno importante, un’azienda da tenere d’occhio è DEMGY (il nuovo marchio dello specialista francese di compositi Dedienne Multiplastury). DEMGY è stata l’unica azienda presente al JEC World 2024 a offrire un servizio di produzione di parti AM composite che sfrutta la tecnologia PBF avanzata fornita da EOS, insieme ai materiali compositi HP-23 PEKK di Arkema.

Mentre altri materiali compositi PBF e leader di servizi come CRP Technology erano assenti alla fiera di quest’anno, e altri come Hexcel continuano a vedere il business HexAM per le parti composite stampate in 3D PEKK come un’opportunità trascurabile, DEMGY ha riportato una forte crescita della sua attività di produzione di parti composite. L’azienda sta inoltre lavorando sui sistemi dei 9T Labs per una produzione a rendimento più elevato utilizzando compositi a fibra continua. Poiché tutte le aziende produttrici di hardware composito per l’estrusione di filamenti non partecipano ancora, il potenziale di crescita di JEC World e della produzione additiva composita al suo interno rimane molto significativo.

Parti composite CFR PEKK, stampate in 3D da SLS, da DEMGY

Un altro piccolo ma significativo progetto che coinvolge tecnologie diverse da LFAM ha visto Arkema mostrare parti realizzate con una stampante 3D Flashforge standard e filamenti realizzati con materiali Elium riciclati, composti con rinforzi in fibra di vetro e ABS per la stampabilità. Elium sono le versatili resine termoplastiche di Arkema che hanno prestazioni paragonabili alle resine tradizionali, consentendo allo stesso tempo il riciclo dei prodotti e dei sistemi che lo utilizzano. L’idea è quella di mostrare ai clienti Elium di Arkema il potenziale della produzione circolare utilizzando i prodotti Elium.

Altre applicazioni uniche che utilizzano materiali in resina termoindurente includono Massivit che ha presentato i più recenti materiali compositi a base epossidica che possono essere stampati utilizzando la sua ampia piattaforma 10000-G derivante dalla partnership appena siglata con Sika. Questa è l’unica tecnologia AM oggi sul mercato che può funzionare con materiali termoindurenti epossidici compositi e lo fa “versando” i materiali del passato in uno stampo fotopolimerico stampato in 3D. Questo accordo include SikaBiresin CIM 120, una resina epossidica caricata con alluminio che può essere utilizzata per stampare utensili ad alta velocità per applicazioni che richiedono temperature elevate.

La ricerca dell’AM dei compositi continui

Gran parte del potenziale di crescita futura dell’AM nella produzione di compositi ruota attorno alle tecnologie per la produzione additiva continua di compositi rinforzati con fibre. La maggior parte di questi sono ancora lontani dalla piena commercializzazione, o dal realizzare appieno il loro potenziale, o dal fornire parti che possano veramente competere con i compositi tessuti prodotti convenzionalmente. Ma sono in continua evoluzione e sempre più aziende – insieme agli istituti di ricerca – vengono coinvolte.

Il tutore per scoliosi in fibra continua stampato in 3D del Brightlands Materials Center di TNO.

Parlando con TNO Brightlands Richard Janssen, del Brightlands Materials Center, ci ha mostrato la ricerca in corso che l’azienda sta conducendo sulla stampa 3D a estrusione continua di filamenti in fibra utilizzando i principali “sistemi desktop” disponibili sul mercato, da Markforged, Anisoprint e APS. Ha anche mostrato un prototipo di rilevamento di un tutore per la scoliosi sviluppato nel progetto OPZuid Bright Smart Scoliosis Brace.

La scoliosi è una malattia genetica che colpisce tipicamente i bambini e provoca una curvatura 3D della colonna vertebrale. Il trattamento consiste nell’indossare apparecchi ortodontici per anni per correggere la colonna vertebrale nel tempo. Il comfort e la vestibilità sono fattori importanti per garantire che i bambini indossino effettivamente l’apparecchio. “Per gli ingegneri dei compositi – ha spiegato – questo si traduce in alleggerimento e progettazione digitale, due dei punti di forza della manifattura additiva continua in fibra. In collaborazione con la startup turca Fited, il team TNO ha sviluppato un prototipo di tutore che è stato esposto al JEC World 2024. Janssen ha anche spiegato che la stampa 3D in fibra continua offre possibilità che non possono essere ottenute in nessun altro processo di produzione di compositi, quindi, come aziende tecnologiche trovare modi più efficienti ed economici per aumentare la forza dell’asse Z, questi processi additivi alla fine – e inevitabilmente – vedranno l’adozione commerciale.

Esistono già alcuni modi per produrre parti composite in fibra continua. Le società statunitensi Electroimpact e Ingersoll e la società francese Coriolis Composites hanno sviluppato sistemi robotici multiasse in grado di realizzare parti composite in fibra continua uniche. Mentre Electroimpact e Ingersoll stanno avendo difficoltà a sviluppare le loro macchine in prodotti commerciali economicamente vantaggiosi, Coriolis potrebbe avere un vantaggio poiché il sistema Coriolis CPico presentato al JEC 2024 è una versione modificata delle consolidate macchine AFP dell’azienda e può produrre parti utilizzando sia materiali ramati (filamenti e pellet) che materiali rinforzati con fibre continue.

Mentre alcune aziende come Continuous Composites e persino Siemens, che hanno investito in modo significativo nello sviluppo di funzionalità di stampa 3D robotica in fibra continua, non hanno partecipato quest’anno, altre notizie mostrano che la stampa 3D in fibra continua è tornata in rialzo. Più evidentemente, il leader del mercato AM dei polimeri, Stratasys, ha acquisito il portafoglio tecnologico da Arevo dopo che le due società si erano scontrate nei primi giorni della stampa 3D composita senza che nessuna delle due riuscisse a stabilire una solida posizione sul mercato. Ora hanno unito le forze. Potrebbe segnare l’inizio di una nuova era per i compositi AM.

Galleria fotografica dal JEC World 2024

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Research 2024
Composites AM 2024

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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version.

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