L’orologio Monolith presenta un telaio in titanio stampato in 3D
Peso ridotto del 40% a soli 10 grammi per la versione pronta per la produzione
Barrelhand è un’azienda con sede in California impegnata a innovare e far avanzare le frontiere della tecnologia. I suoi prodotti, come l’orologio Monolith, sono progettati per il futuro dell’esplorazione spaziale con l’obiettivo di identificare e integrare le tecnologie e le idee emergenti che hanno il potenziale per avvantaggiare l’umanità, in particolare in termini di consentirci di espandere la nostra portata oltre la Terra. Durante lo sviluppo di Monolith, Barrelhand ha continuamente ripetuto un design ultraleggero per ridurre i costi di orbita, utilizzando tecniche di fabbricazione digitale all’avanguardia. Il risultato è un telaio in titanio completamente stampato in 3D che è più leggero di oltre il 40% rispetto a una custodia solida, pur mantenendo la piena integrità strutturale e resistenza.
Il telaio stampato in 3D di Monolith
Durante la progettazione di Monolith, Barrelhand si è basato sugli insegnamenti acquisiti dal precedente Project One, in particolare per quanto riguarda la stampa 3D. L’intero team di Barrelhand ha anche applicato anni di esperienza nella costruzione e nella guida di aziende nello spazio della fabbricazione digitale. Questa conoscenza è andata verso la creazione di nuovi standard nella progettazione e produzione di Monolith.
L’attuale iterazione del telaio è monoliticamente stampata in 3D in titanio Ti 6Al-4V, che è uno dei molteplici materiali di grado aerospaziale che stiamo esplorando. Incorporando alette scheletrate e strutture reticolari interne, i progettisti sono stati in grado di ridurre il peso complessivo di oltre il 40% preservandone la piena integrità strutturale. Il telaio è stato progettato e ottimizzato pensando alla stampa 3D, risultando in una geometria con varie aree scavate e strutture reticolari di supporto che non avrebbero potuto essere realizzate utilizzando nessun altro metodo di fabbricazione.
“Progettare qualcosa che può essere stampato monoliticamente in 3D senza i vincoli della produzione tradizionale è il Santo Graal dell’ingegneria”, ha affermato Karel Bachand, fondatore e ingegnere capo di Barrelhand. “Ci consente di creare praticamente qualsiasi geometria complessa, completamente ottimizzata per le dure condizioni dello spazio. Mi è piaciuto molto scorrere il processo di progettazione e guardare la custodia formarsi quasi organicamente dai requisiti tecnici in qualcosa che sembra arte in funzione dell’ingegneria”.
Il telaio Monolith è il risultato di una collaborazione con Materialise. Il fornitore belga di soluzioni di stampa 3D ha istituito il suo Centro di competenza per la stampa 3D in metallo a Brema, in Germania, dove dispone di ingegneri dedicati con anni di esperienza, offrendo l’intera gamma di competenze AM dalla progettazione all’impostazione dei parametri dedicati e alla finitura finale. Materialise e Barrelhand stanno creando nuovi standard per la progettazione, la produzione e la garanzia della qualità di parti stampate in 3D per applicazioni di produzione in serie, rispettando gli standard ISO.
Il telaio è stato stampato utilizzando L-PBF (tramite DMLS su macchine EOS), una tecnologia ampiamente utilizzata nell’industria spaziale e aerospaziale. Questo processo rimuove molte limitazioni dei metodi di fabbricazione convenzionali, ma mentre la produzione additiva offre una libertà di progettazione senza precedenti, ciò non significa che sia facile lavorarci, soprattutto per i prodotti di consumo, anche quelli di fascia alta. Durante lo sviluppo, Barrelhand ha dovuto capire in che modo le forze e le temperature uniche del processo di costruzione influenzano il design per garantire un risultato finale coerente e di alta qualità. Il risultato è uno chassis con strutture complesse e cavità interne che è anche autoportante durante il processo di stampa (ovvero non ci sono sbalzi superiori a 45 gradi). Ciò ha portato a forme organiche che sono facili da stampare e fluiscono con il design.
“La libertà di progettazione nella produzione additiva ci ha permesso di combinare perfettamente innovazione e leggerezza per abbinare l’approccio visionario del progetto”, ha affermato Philip Buchholz, Innovation Manager Metal 3D Printing, Materialise. “Con la nostra conoscenza approfondita dal design alla stampa e alla finitura, siamo riusciti a consultare perfettamente Barrelhand sullo sviluppo di un prodotto professionale per lo spazio, pronto per la produzione in serie”.
Barrelhand sta attualmente lavorando alla quattordicesima iterazione del telaio stampato in 3D che dimostra un altro vantaggio della produzione additiva: la capacità di iterare rapidamente sui progetti. Questo percorso di sviluppo ha comportato la rimozione di materiale ove possibile mantenendo un telaio robusto e rigido fino a raggiungere la versione del telaio pronta per la produzione. Il design finale trova un equilibrio tra la massimizzazione del potenziale della produzione additiva scalabile, il rispetto dei requisiti di spazio e la fornitura di superfici delicate che si sentono a posto.
Con soli 10 g (peso equivalente a 10 graffette) per l’intero telaio in titanio stampato in 3D, consentirà a Monolith di essere in una nuova categoria di orologi ultraleggeri, fedele alla missione dell’azienda di costruire prodotti per il prossimo capitolo dello spazio esplorazione.
