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Recensione di Formnext 2021: l’AM è resiliente e pronta per qualsiasi sfida

Parte 1: produzione di massa additiva (AMP) con polimeri

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L’AM è abituata ad affrontare le sfide. La pandemia globale di COVID, una crisi drammatica che ha paralizzato e distrutto intere attività (per non parlare del terribile bilancio umano), è stata affrontata dalla comunità AM proprio come qualsiasi altra sfida. Questa terribile malattia non si arrenderà facilmente e il mondo probabilmente dovrà affrontare i suoi effetti nel prossimo decennio, ma in questa recensione di Formnext 2021 possiamo mostrare come l’AM ha dimostrato di essere in grado di offrire una soluzione resiliente per affrontare la pandemia piuttosto che essere vittima dei suoi effetti. Nonostante una quarta ondata crescente di infezioni in Germania e in molte parti d’Europa, gli organizzatori e gli oltre 600 espositori di Formnext 2021 hanno dato prova di resilienza, forza e una visione generalmente positiva sul futuro [leggi tutte le notizie da questa edizione qui]

Allo stesso tempo, gli spazi digitali e virtuali continueranno ad avere un ruolo rilevante. Formnext ha sempre fornito il palcoscenico globale per alcuni dei lanci di più alto profilo, con molti prodotti nuovi e dirompenti che debuttano nello show floor. In gran parte non è stato così quest’anno, con molti annunci di notizie di alto profilo fatti digitalmente, prima e durante l’evento. Invece, lo show floor è diventato un luogo dove fare affari reali e vedere (e toccare) la vera stampa 3D e i prodotti stampati in 3D di persona. La parte migliore della stampa 3D è che è digitale ma anche molto fisica. Eliminare l’elemento fisico e di persona per concentrarsi al 100% sugli aspetti digitali è controproducente e impossibile.

Un trend di produzione AM di polimeri resilienti

Nell’attuale situazione globale, la presenza di persona a una fiera dovrebbe essere considerata un privilegio ed è così che l’industria AM – o family, come l’hanno chiamata gli organizzatori di Formnext – ha vissuto questa edizione. Lo spettacolo è stato necessariamente ridimensionato rispetto all’edizione di punta del 2019, con un minor numero di espositori (600 rispetto a oltre 750) e stand più piccoli che occupano due padiglioni e mezzo anziché quattro. Per molte aziende asiatiche e nordamericane, come Desktop Metal o Carbon, partecipare direttamente a questa edizione era impossibile (lo hanno fatto tramite distributori locali). Altri, come SLM Solutions, hanno scelto di non partecipare e altri, come Solvay e GE, lo hanno fatto con una presenza notevolmente ridotta. Anche solo tenere l’evento può essere considerato un grande successo [qui puoi leggere alcuni numeri], dando a espositori e partecipanti l’opportunità di incontrarsi nuovamente di persona dopo oltre due anni. La maggior parte delle aziende espositrici ha anche riferito che, mentre il numero di interazioni era significativamente inferiore, la qualità di tali interazioni era superiore.

Quindi, in che modo due anni di pandemia hanno plasmato l’industria AM?

Ci siamo lasciati nel 2019 con idee di grandezza: milioni di pezzi da produrre da migliaia di macchine. Questa rimane in gran parte la visione a lungo termine per la maggior parte delle aziende coinvolte nell’AM e si continuano a fare passi in quella direzione, specialmente dal lato dei polimeri. La pandemia ha aiutato molti a vedere i vantaggi dell’AM per la resilienza della catena di approvvigionamento, ponendo anche maggiore enfasi sulla flessibilità della produzione. Il risultato è che, mentre l’AM si prepara alla produzione in serie, cresce anche la domanda per la produzione di piccoli lotti localizzata e su richiesta.

PBF per la produzione di massa additiva (AMP)

Ciò significa che, poiché sempre più aziende cercano di adottare l’AM, il prossimo milione di applicazioni di parti è ancora lento ad emergere in un mercato della produzione di massa additiva (AMP) ora guidato da HP, la prima azienda a rivolgersi attivamente a questa vasta area di applicazione. Guayente Sanmartin, Global Head del business Multi Jet Fusion di HP, ha confermato che il business dei polimeri sta cercando di sfruttare la sua esperienza di produzione per introdurre applicazioni di più ampia portata come l’accordo con L’Oreal annunciato durante Formnext. “Il nostro obiettivo per il prossimo anno”, ha detto Sanmartin a 3dpbm durante il nostro incontro esclusivo a Formnext, “è continuare a crescere. Siamo cresciuti di oltre il 30% e le nostre macchine hanno prodotto oltre 100 milioni di pezzi. Continueremo a concentrarci su verticali chiave come sanità, industria, mobilità e prodotti di consumo”. Sanmartin ha anche affermato che i sistemi 5200 rimarranno le macchine principali al centro di questa strategia e che “continueranno a crescere con i clienti, con HP che lavora continuamente per migliorare ulteriormente la qualità e la ripetibilità”. Il terzo elemento della strategia di HP si concentra sulla post-elaborazione e sulle capacità del flusso di lavoro (ne parleremo più avanti).

Stratasys e voxeljet sono i concorrenti più credibili che seguono le orme di HP nel segmento della produzione di polimeri PBF, con le loro tecnologie HSS e SAF. Tuttavia, ora la situazione è cambiata. Alla fine del 2016, quando HP è entrata ufficialmente nel mercato dei polimeri PBF AM, l’azienda ha pagato oltre 10 anni di ritardo ai leader del mercato della stampa 3D polimerica convenzionale. Ora HP ha un vantaggio di cinque anni, rispetto agli stessi concorrenti, nel campo della stampa 3D di produzione. Voxeljet può sfruttare la proposta unica di un’enorme piattaforma di costruzione, la più grande del segmento, sul nuovissimo sistema VX1000. Questo viene ora utilizzato in collaborazione con Covestro per sviluppare flussi di lavoro più ottimizzati. Stratasys può sfruttare una rete globale consolidata, l’esperienza di leggende del settore come l’inventore FDM Scott Crump (che si è preso il tempo di parlare con noi allo stand Stratasys) e una struttura recentemente riorganizzata guidata da Yoav Zeif.

Massificare l’SLS

La maggior parte dell’innovazione nel segmento SLS proviene ora dai nuovi attori del mercato di ingresso, con gli attuali leader di mercato EOS e 3D Systems che si concentrano principalmente sul consolidamento delle loro attività. I concetti alla base qui sono che è possibile ottenere una maggiore produttività ottimizzando il flusso di lavoro. Questo è ciò che 3D Systems sta facendo con il nuovo SLS 380 con 3D Sprint, materiali DuraForm e soluzioni di post-elaborazione di AMT. Il flusso di lavoro include anche un nuovo sistema di controllo della qualità dei materiali, MQC 600, che garantisce che le stampanti siano dotate del miglior rapporto tra polvere fresca e polvere riciclata, consegnando materiale a un massimo di quattro stampanti contemporaneamente, aumentando l’automazione complessiva della produzione.

L’alternativa più credibile ai sistemi SLS di fascia alta di EOS e 3D Systems viene da Sinterit, l’azienda che si è affermata come leader globale nell’SLS da banco e che ora ha iniziato ad espandersi verso la produzione SLS con la stampante 3D NILS. La nuovissima Lisa X di Sinterit promette la stampa 3D più veloce e di livello industriale in un pacchetto compatto. Un altro giocatore in ascesa in questo campo è Nexa3D, sebbene l’azienda guidata da Avi Reichental sia solitamente associata alla sua tecnologia di fotopolimerizzazione ad alta velocità. Il nuovissimo sistema SLS di Nexa3D, il QLS 350 è stato costruito per la massima velocità e produttività. Con una densità della parte impostata al 20%, la stampante può elaborare otto litri di materiale all’ora grazie a quattro laser CO2 da 100 W.

Altri operatori che lavorano per massificare SLS includevano Wematter, Sintratec e persino Formlabs, leader del segmento SLA a basso costo. Il suo sistema Fuse1, che sta emergendo lentamente, conferma che questo segmento SLS a basso costo non è facile da costruire ma mostra un grande potenziale per raggiungere l’adozione di massa.

Fotopolimerizzazione in transizione

Con milioni di intersuole adidas e migliaia di prodotti sportivi ora in produzione, anche il segmento della produzione di fotopolimerizzazione ad alta velocità ha un chiaro leader: il carbonio. Ciò comporta alcune implicazioni significative sia per l’industria che per Formnext. Uno è che questa solida leadership ha permesso al team Carbon di evitare il lungo e complicato viaggio dalla Silicon Valley a Francoforte e di affidarsi al partner chiave locale Oechsler per presentare alcune delle ultime innovazioni chiave. Questi includevano, per inciso, una maggiore attenzione al software e al lato digitale delle cose.

Avi Reichental e Sarah Goerke ci hanno mostrato il nuovo sistema desktop XiP per la fotopolimerizzazione rapida.

Alcuni dei concorrenti più credibili in questo segmento includono Stratasys, Luxcreo e Nexa3D, con EnvisionTEC (gli inventori di questa tecnologia) ora molto assorbito dal passaggio a far parte del gruppo Desktop Metal (anch’esso non presente direttamente a questa edizione). Dopo Carbon, Nexa3D ha costruito la più grande base installata di sistemi di fotopolimerizzazione ad alta velocità per la produzione, sebbene il più grande lancio dell’azienda a Formenxt sia stato il sistema desktop XiP, che si inserisce in un segmento di mercato (circa $ 10.000 a $ 15.000 MSRP) fino ad ora coperto solo da EnvisionTEC. XiP è dotato di una cartuccia di resina intelligente e di un sistema di vasca senza attrezzi per consentire il caricamento del materiale senza contatto e livelli di polimero intelligenti nella vasca.

L’Origin One è il mezzo di Stratasys per competere nel segmento della
produzione di fotopolimerizzazione.

Dopo aver acquisito Origin nel 2021, Stratasys è diventata anche il terzo attore più grande in questo mercato. Qui l’azienda sta seguendo le orme di Carbon (letteralmente) collaborando con il produttore di scarpe ECCO alla progettazione, alla prototipazione e anche alla produzione di serie limitate di scarpe. Ciò si ottiene grazie alla rapida produzione di stampi stampati in 3D e forme realizzate con materiali in resina personalizzati dal portafoglio Loctite di Henkel. Anche l’azienda cinese-americana LuxCreo punta alle calzature come un’applicazione chiave. Così è un’altra azienda cinese, Kings 3D, ma lo sta facendo con sistemi SLA standard di grande formato utilizzati per l’utensileria e la prototipazione delle calzature, ora disponibili in Europa attraverso il distributore tedesco Omnitec 3D (ne parleremo di più).

Nuova tecnologia a 360°

Anche se non così tante come le precedenti edizioni, alcune tecnologie AM polimeriche completamente nuove hanno fatto il loro debutto al Formnext 2021. Probabilmente il nuovo prodotto più interessante dell’intero spettacolo è stato presentato dalla startup Axtra 3D. Fondatore e CEO Gianni Zitelli, l’ex co-fondatore della società che è diventata Nexa3D e inventore seriale in AM (ha anche creato la linea EVERES di stampanti 3D DLP di Sisma), ha sviluppato il nuovo HPS Light Engine per superare i limiti di SLA, DLP e tecnologie LCD. Lo fa combinando con successo la stereolitografia laser con i processi LCD o DLP, con conseguente produzione ad alta velocità di parti ad alta risoluzione con superfici lisce. Il motore di luce è offerto come parte della stampante 3D LUMIA, la prima macchina alimentata dalla tecnologia HPS, ma può anche essere implementato in qualsiasi altra stampante 3D DLP, SLA o LCD.

Parti di serie prodotte con il sistema Cerion di Cubicure.

Un approccio completamente nuovo alla fotopolimerizzazione AM è stato presentato dalla startup austriaca Cubicure. La nuova stampante 3D Cerion sfrutta ed evolve ulteriormente il processo di litografia a caldo dell’azienda, offrendo un allontanamento radicale da concetti familiari come bagni di resina o vasche di materiale. Lo fa introducendo una nuova tecnologia di stampa, caratterizzata da una testina di stampa mobile e da un film di supporto in resina rotante. Cubicure ha anche sviluppato una gamma di materiali durevoli per questo sistema.

Ancora un altro nuovo approccio all’AMP polimerico è stato presentato da Polar. Sfruttando le testine di stampa di Xaar e i materiali ALTANA, la nuova stampante 3D AMpolar i1 implementa un processo di stampa single-pass di fotopolimerizzazione a getto di materiale per fornire una produzione su scala industriale con volumi di costruzione fino a 240 litri attraverso la sua innovativa piattaforma di stampa a rotazione continua, con un’area di costruzione di poco meno di un metro quadrato.

Due di due tipi

Alcune tecnologie non si adattano perfettamente alle famiglie più numerose. Ad esempio, c’è solo un Massivit. La tecnologia dell’azienda è una forma unica di fotopolimerizzazione ibridata con un processo di estrusione di grande formato, il che significa che è veloce, affidabile, precisa e massiccia. Fino a poco tempo Massivit mirava al marketing visivo e ad altri modelli di grandi dimensioni non funzionali (come i prototipi di auto a grandezza naturale). Questo rimane il core business, tuttavia di recente l’azienda ha iniziato a introdurre materiali più funzionali e per applicazioni finali e soprattutto di utensili, sui nuovi sistemi Massivit 5000 e Massivit 10000.

La startup Chromatic ha offerto un processo interessante e unico da vedere di persona. Le sue esclusive capacità di estrusione del poliuretano consentono la produzione ultra conveniente di parti molto grandi e flessibili, comprese parti molto dense. Nessun’altra azienda produce questi tipi di parti stampate in 3D in poliuretano, uno dei materiali più utilizzati al mondo, per segmenti di massa come abbigliamento e trasporto ferroviario. Vale la pena dare un’occhiata più da vicino (nelle foto sotto).

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Research 2021
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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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