Hardware

Le ultime novità da 3DM e la sua rivoluzionaria soluzione SLS

Ido Eylon, CEO di 3DM, ci aggiorna mentre l'azienda si prepara a lanciare il suo primo sistema di stampa 3D basato su QCL all'inizio del prossimo anno

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C’è una buona ragione per cui il nome 3DM sta iniziando a emergere sempre di più nel settore della produzione additiva. La giovane azienda israeliana, fondata nel 2016, ha sviluppato una nuova tecnologia di fusione laser a letto di polvere che aprirà nuove possibilità materiali e renderà la tecnologia più accessibile. Abbiamo parlato approfonditamente dell’azienda e della sua nuova soluzione alcuni mesi fa, e ora diamo uno sguardo alle novità di 3DM mentre avanza costantemente verso il lancio ufficiale delle sue prime soluzioni hardware. Ido Eylon, CEO di 3DM, ci dà lo scoop.

Laser a cascata quantistica di 3DM

Ciò che distingue 3DM dalla concorrenza nel mondo SLS è il suo Quantum Cascade Laser (QCL). Sviluppato dal fondatore di 3DM Daniel Majer, un esperto in tecnologie elettro-ottiche laser e semiconduttori, il QCL è un laser a semiconduttore i cui raggi ad alta energia possono essere sintonizzati per lunghezze d’onda specifiche all’interno dello spettro IR medio. In pratica, ciò significa che il laser di stampa 3D può essere programmato per adattarsi alle proprietà di fusione specifiche di praticamente qualsiasi materiale termoplastico, il che apre un vasto potenziale per la stampa di nuovi materiali plastici in polvere. Il laser inoltre fonde con precisione e con un’intensità che aiuta le molecole del materiale a legarsi insieme, dando vita a parti con proprietà meccaniche e isotrope migliorate.

L’approccio volto allo sviluppo di un laser in grado di eguagliare le proprietà di assorbimento dell’energia di specifici materiali termoplastici è diverso dalla maggior parte delle tecnologie SLS esistenti. Queste tecnologie tendono a fare affidamento su laser meno efficienti, che possono lavorare solo una piccola gamma di materiali, nonché su materiali che contengono additivi per migliorare l’assorbimento di energia. Questo sviluppo e lavoro aggiuntivi possono aumentare il costo sia delle tecnologie SLS che dei materiali di consumo, oltre a limitare la gamma praticabile di materiali termoplastici. La tecnologia QCL supera questi ostacoli utilizzando un laser che fonde materiali specifici nel modo più efficiente. La tecnologia QCL di 3DM è stata utilizzata con successo per stampare tutti i tipi di materiali SLS, inclusi PA, PP e TPU, e teoricamente può essere utilizzata con qualsiasi materiale termoplastico in polvere.

Oltre alla lunghezza d’onda variabile, il laser Quantum Cascade offre anche altri vantaggi. Il laser è minuscolo, misura circa le dimensioni di un chicco di riso ed è estremamente conveniente. Secondo 3DM, ogni laser a lunghezza d’onda regolabile costa solo decine di dollari. Grazie a ciò, 3DM è stata in grado di sviluppare un sistema di teste del fascio che può montare in modo conveniente fino a sei laser che possono funzionare simultaneamente per velocità di stampa più elevate. (Questi proiettori possono essere combinati a loro volta per una maggiore scalabilità). Il laser vanta anche una precisione maggiore rispetto ai laser a CO2, con la capacità di raggiungere risoluzioni molto elevate.

Ogni laser viene suddiviso in molti componenti, dopo di che ciascun componente viene attentamente controllato e testato e assemblato su un apparato di raffreddamento insieme a una lente di collimazione e un driver. Una volta assemblati, questi componenti formano un “modulo laser”.

Eylon riassume i principali vantaggi dell’innovazione laser di 3DM: “I principali vantaggi della tecnologia QCL si riscontrano nell’efficienza di fusione dei materiali plastici. Ciò si traduce in quattro vantaggi principali: un’ampia gamma di materiali possibili, alta risoluzione e finitura superficiale, proprietà meccaniche e natura isotropa migliorate, velocità di stampa e produttività. Oltre a questi vantaggi, il prezzo previsto è conveniente e il sistema è una piattaforma aperta, che consente ai produttori un’ampia gamma di materiali possibili, oltre a mantenere bassi i costi di gestione”.

Cosa succederà a 3DM

Quando abbiamo parlato con 3DM a maggio, l’azienda si stava preparando per la produzione di due stampanti 3D di livello industriale: un sistema professionale compatto dotato di un modulo laser singolo e una macchina più grande con una configurazione a quattro laser. Il primo sarà ideale per gli adottanti che cercano una produzione su scala ridotta e un costo di ingresso inferiore, mentre il secondo è progettato per applicazioni industriali ad alto rendimento. In definitiva, è la produzione in serie industriale quella a cui l’azienda è maggiormente interessata.

Quattro diversi moduli laser sono assemblati in un unico contenitore, insieme ad altri elementi ottici che combinano tutti i laser in un raggio di alta qualità e ad alta potenza, ovvero la testa del fascio (vista in questa immagine) che genera un punto laser di fusione sulla polvere.

Da maggio, Eylon ci dice che 3DM ha fatto progressi costanti verso il rilascio dei suoi primi sistemi. Dice: “Abbiamo ulteriormente stabilizzato la nostra testa del fascio e apportato altri miglioramenti, e ne abbiamo spedito uno a un partner strategico affinché lo testasse sulla propria attrezzatura e presso la propria struttura. Attendiamo con impazienza questa partnership poiché sarà la prima volta che la tecnologia 3DM verrà testata presso la sede di un cliente e in un ambiente di produzione. Inoltre, ci aspettiamo di acquisire molte conoscenze e informazioni di grande valore attraverso questa attività sulle applicazioni di produzione AM. Utilizzeremo le informazioni acquisite per i prodotti futuri e li renderemo ancora più adatti alle applicazioni di produzione”.

L’azienda ha inoltre ampliato l’accordo con il suo partner produttivo strategico per la produzione della sua macchina a testa singola. Attraverso questo ultimo accordo, 3DM riceverà il suo primo prototipo di sistema entro l’inizio del 2024. Da lì, Eylon aggiunge che “ci aspettiamo l’introduzione del prodotto all’inizio del prossimo anno e, a causa dell’immenso interesse del mercato, abbiamo iniziato a prendere preordini con potenziali clienti selezionati per garantire la loro posizione in coda. In futuro, 3DM prevede inoltre di introdurre prodotti ausiliari per integrare i suoi sistemi di fusione laser a letto di polvere, comprese apparecchiature di automazione e post-elaborazione, nonché materiali”.

Trave coperta.

Collaborazione con i servizi

Eylon rivela che 3DM non ha l’ambizione di diventare un produttore di componenti. Piuttosto, la società opererà principalmente come fornitore di hardware per AM, sebbene si consideri anche come consulente per lo sviluppo di applicazioni, nel senso che lavorerà a stretto contatto con i clienti e gli utenti finali per sviluppare materiali e applicazioni per la sua piattaforma di fusione laser a letto di polvere.

Per i servizi che desiderano eventualmente integrare la soluzione 3DM nei loro portafogli di produzione, Eylon suggerisce di aderire al programma di partnership strategica dell’azienda e di effettuare un preordine per la sua macchina a testa singola. “Poiché il numero di unità per il primo lotto di produzione è limitato e poiché riscontriamo una forte domanda per queste unità, incoraggiamo i produttori che desiderano rimanere all’avanguardia nella tecnologia a collaborare con noi, ad aderire al programma di partnership strategica, a comprendere il potenziale vantaggi per il loro caso specifico ed effettuare un ordine per garantire la loro unità per il prossimo anno”, afferma.

Da quando è uscito dalla modalità invisibile all’inizio di quest’anno, 3DM e la sua offerta unica hanno già suscitato interesse in numerosi settori, tra cui beni di consumo, medico, automobilistico e della difesa. Anche i servizi AM hanno mostrato un vivo interesse, senza dubbio attratti dalla promessa dell’azienda non solo di una gamma più ampia di materiali, ma anche di parti di qualità superiore, velocità di produzione più elevate e stampa 3D più conveniente. Anche l’attenzione dell’azienda alla produzione ad alto rendimento, con volumi nell’ordine di centinaia di migliaia di parti, è fondamentale per il suo posizionamento sul mercato.

3DM sta già collaborando con numerosi utenti finali per sviluppare applicazioni, materiali e mettere a punto la propria tecnologia di stampa 3D. “Lavoriamo costantemente con gli utenti finali e apprezziamo il loro feedback”, spiega Eylon. “Abbiamo in programma di implementare modifiche legate principalmente alla qualità dell’output, quindi all’esperienza dell’utente. L’obiettivo è realizzare sistemi di produzione AM e la sfida è grande ma entusiasmante”.

In termini di applicazioni, secondo quanto riferito, l’azienda è molto desiderosa di esplorare casi d’uso che richiedono un materiale specifico per sfruttare le lunghezze d’onda sintonizzabili del sistema QCL. Eylon afferma: “Le opportunità più interessanti sono quelle con gli utenti finali che hanno bisogno di un polimero specifico per consentire la loro specifica applicazione. Abbiamo alcuni esempi riservati e siamo sempre alla ricerca di altri”.

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