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Stefaan Motte delinea un’evoluzione del 3D printing e parla del nuovo software di simulazione Materialise

La compagnia belga Materialise ha lanciato un nuovo modulo di simulazione per la sua Magics 3D Print Suite, il quale promette di ottimizzare il processo 3D printing a metallo all’interno di un ambiente di produzione. Il nuovo aggiornamento del software è l’ultima release di Materialise e porta la compagnia e i suoi utenti a fare un passo avanti verso la stampa 3D a metallo di tipo industriale, in competizione con i processi manifatturieri tradizionali.

Questo entusiasmante aggiornamento non è senza precedenti dato che Materialise, un’azienda presente da lunga data nel settore dell’AM, è da anni alla guida delle tendenze e degli sviluppi in materia di stampa 3D. Abbiamo avuto occasione di parlare con Stefaan Motte, presidente e General Manager della divisione software di Materialise, dei progetti della compagnia in termini di evoluzione dell’additive manufacturing e di quello che il software di simulazione per AM rappresenta all’interno del quadro generale.

“Quando noi di Materialise guardiamo alla situazione attuale del settore, lo facciamo da una prospettiva interessante, perché siamo in ballo da quasi tre decenni. Vediamo chiaramente come la nostra offerta e le capacità delle tecnolgie di 3D printing si sono evolute e continuano a farlo tutt’ora”, ha speigato Stefaan. “Abbiamo identificato tre diverse ere nell’evoluzione della stampa 3D”.

La prima era del 3D printing: fare in modo che le cose funzionino

Nata nel 1990, gli inizi di Materialise risalgono a quando il fondatore Wilfried Vancraen vide in Germania uno dei primi macchinari per stereolitografia e ne acquistò uno. Dal momento che la tecnologia era ancora agli albori. Vancraen si trovò ad affrontare diversi ostacoli con la stampante 3D e si rese conto che questi non dipendevano solo dall’hardware della stampante, ma anche dal software.

“È così che è nata Magics”, argomenta Motte.  “Per questo abbiamo iniziato a creare software: per stampare quello di cui un’agenzia di servizi avrebbe dovuto essere in grado di stampare. Nel corso degli anni, quel software è cresciuto in maniera esponenziale ma tutto ha avuto a che fare col rendere le cose stampabili e a farle funzionare. Quella, dal nostro punto di vista, è stata la prima grande era della stampa 3D: individuare gli strumenti e i processi adeguati per fornire e stampare quanto richiesto dai nostri clienti”.

Materialise simulation Stefaan Motte
Stefaan Motte, Presidente e General Manager della divisione software di Materialise

La seconda era del 3D printing: individuare applicazioni significative

“Quando ha fondato l’azienda, Wilfried desiderava che Materialise avesse un impatto positivo sul mondo”, prosegue Motte. “Parte della nostra missione aziendale è creare un mondo migliore e più fiorente, cosa che in parte ha a che vedere con l’individuazione di applicazioni significative della stampa 3D. Essere una tecnologia di prototipazione è una cosa ma avere un impatto sul mondo, su diversi settori, è tutt’altro”.

“Poco dopo, Materialise ha iniziato a interessarsi all’individuazione di applicazioni significative per il 3D printing così da comprendere come e dove impiegare la tecnologia, in modo da rendere possibili cose che prima non lo erano, aprire nuove opportunità, superare ostacoli. Ecco che cosa vuol dire individuare applicazioni significative: lavorare insieme e scoprire dove è possibile creare del valore aggiunto”.

“Il bello di lavorare in Materialise è che nel corso degli anni siamo riusciti a realizzare molte di quelle applicazioni significative”, ha detto Motte. “Nei primi anni 2000, abbiamo visto il modo in cui la stampa 3D ha trasformato, per esempio, il settore degli ausili acustici, per poi andare a esercitare un impatto anche nei settori medici e odontoiatrici, nelle applicazioni industriali e persino per quanto riguarda la personalizzazione degli occhiali. Fare leva sui punti forza di tutti gli attori dell’ecosistema è stato fondamentale ed è questo che ha portato la stampa 3D nella fase in cui si trova adesso e in cui si sta spostando oltre la prototipazione”.

“Il fatto che ora la tecnologia venga adottata nel settore aerospaziale per produrre pezzi di motori, nell’industria medica dalle compagnie che producono dispositivi medici, e non solo in rari casi o per soddisfare le esigenze di uno specifico paziente ma anche per realizzare impianti standard si deve al grande lavoro che facciamo e siamo felici che molte compagnie abbiano seguito il nostro esempio nella ricerca di applicazioni significative”.

Terza (e attuale) era del 3D printing: renderlo sostenibile

Parlando del presente, Motte riconosce che l’additive manufacturing si trova ora nella fase in cui sta per essere adottato da parte dell’industria manifatturiera. “Ci stiamo spostando oltre i progetti di ricerca”, dice. “Siamo nella fase in cui contract manufacturer esterni o configurazioni di produzione interne vengono installate al’interno dell’industria manifatturiera per creare applicazioni di grandi volumi usando il 3D printing”.

“Quando si parla con i manager di produzione, loro hanno in mente la scalabilità, fare in modo che la loro configurazione produttiva si adatti alla domanda di mercato e ne soddisfi i requisiti qualitativi. Ma il terzo fattore che ne deriva è proprio la produttività dell’intera configurazione. Dal momento che l’AM ormai non è più una tecnologia nuova, entra in gioco la natura competitiva di prezzo del settore manifatturiero ed è qualcosa a cui abbiamo già assistito nel corso degli ultimi anni, soprattutto per quanto riguarda i metalli ma anche con le plastiche”.

“I dipartimenti di approvvigionamento dell’industria manifatturiera stanno facendo pressione sul settore del 3D printing affinché questo riesca a soddisfare quella realtà o ad assecondarla in quanto parte del settore”, aggiunge. “Per noi, questa è esattamente la terza era del 3D printing: lo abbiamo fatto funzionare, lo abbiamo reso significativo e ora dobbiamo far sì che valga la pena usarlo. Dobbiamo renderlo sostenibile in termini di redditività e produttività. Dobbiamo renderlo adeguato”.

Motte argomenta: “Se si guarda ai prodotti che abbiamo immesso sul mercato negli ultimi anni, tutti hanno a che fare con la riduzione dei tempi di preparazione, del consumo di materiale, con l’ottimizzazione dei tempi dei macchinari e con la riduzione dei tassi di guasto. Sono tutti elementi che rendono più semplice il raggiungimento della scalabilità”.

“La stampa 3D può essere impiegata per realizzare oggetti impossibili da creare in maniera convenzionale, come impianti e dispositivi medici specifici per i pazienti. Tuttavia, il suo impiego per creare impianti o componenti standard potrà avvenire solo in una maniera economicamente attuabile e vi sono alcuni cost driver che portano quelle compagnie di produzione a utilizzare questa tecnologia piuttosto che altre”.

Aumentare la produttività con la simulazione

Il modulo di simulazione appena rilasciato come parte della Magics 3D Print Suite di Materialise punta esattamente a rendere la manifattura additiva più sostenibile e, in sostanza, una soluzione più attuabile per i reparti di produzione e per la manifattura industriale. Notevole è anche il fatto che gli strumenti software sono destinati a ridurre la necessità di “prova e sbaglia”(ndt, metodo Trial and error) e riducono i tassi di guasto.

“Viviamo in mondo in cui spesso si procede per tentativi”, spiega Motte. “E le strutture produttive sanno che il tasso di scarto della stampa 3D compreso tra il 10 e il 15% non è qualcosa di anormale. I tassi di guasto a due zeri sono qualcosa di inaudito per le altre tecnologie di produzione eppure con la stampa 3D siamo ancora a quel punto”.

“Qualunque cosa in grado di ridurre quei valori rappresenterebbe una svolta enorme perché quando si fanno i conti, buona parte dei costi (circa il 50%) associati alla stampa di un pezzo derivano dal costo del macchinario stesso. Se è possibile massimizzare l’uso del macchinario, si incide immediatamente sulla produzione e sulla redditività della propria attività ed è questo che tutti centri produttivi auspicano.”

Motte spiega che la simulazione entra in gioco perché si tratta di un modo utile per ridurre il trial and error. Ciò significa che, se è possibile realizzare alcune stampe in maniera virtuale prima di procedere alla stampa fisica con la stampante 3D, i tassi di guasto possono essere ridotti in maniera notevole.

“Provare gli effetti dell’orientare un pezzo in un certo modo, applicare supporti specifici e prendere in considerazione cosa accadrebbe durante la stampa, sono tutte azioni che possono essere simulate a monte in modo da poter ridurre seriamente il rischio che qualcosa vada storto durante la costruzione”, afferma Motte.

“Se la simulazione eliminerà del tutto il rischio di insuccesso? La risposta è no. Ma i test che abbiamo fatto nel corso degli ultimi mesi hanno convalidato i dati iniziali ricevuti da università e parti esterne i quali affermano che è possibile ridurre i tassi di guasto fino al 50%”.

“I nostri clienti e i nostri ingegneri di produzione ricevono in genere tanti ordini diversi da tanti clienti diversi”, prosegue. “Non si tratta di studenti di dottorato con anni di esperienza con la tecnologia di simulazione e non sono necessariamente abituati a tutti gli elementi di un tavolo da lavoro: sono anch’essi ingegneri di produzione che vogliono realizzare una simulazione piuttosto complessa ma ottenere risultati semplici e che vanno dritti al punto con cui poter lavorare. È proprio questa la chiave dell’adozione o dell’adattamento della simulazione alla realtà del 3D printing”.

Quando gli viene chiesto di evidenziare che cosa distingue il modulo software Materialise dagli altri programmi di simulazione per il 3D printing, Motte spiega che la compagnia ha lavorato in collaborazione con Simufact, un leader per quanto riguarda le tecnologie di simulazione del banco di lavoro, per assicurare l’elevato livello della qualità.

Materialise simulation Stefaan Motte

“Abbiamo preso la potenza delle tecnologie Simufact e l’abbiamo integrata a Magics. In più, abbiamo aggiunto il nostro decennale know-how”, ha detto. “Alla base di questa simulazione non c’è solo il know-how in termini di processo ma anche la consapevolezza del momento in cui questa simulazione deve entrare in gioco. Con il  software, gli utenti ricevono il feedback di cui hanno bisogno all’interno del normale workflow di Magics e in maniera puntuale”.

Guardando al futuro

“Col tempo, vedrete sempre più caratteristiche di questo genere nelle soluzioni Materialise”, spiega Motte. “In questo momento, l’intento di rendere le nostre soluzioni adeguate alla produzione sta funzionando. Assistiamo all’adozione del 3D printing non solo per la prototipazione, per la creazione di pezzi unici o per la costumizzazione di massa ma anche nella produzione di massa di parti standard. Quindi, nel corso dei prossimi anni, verranno configurate sempre più linee di produzione standardizzate e dedicate e saranno adattate alla produzione di una parte specifica o di un tipo di oggetto”.

“A quel punto, entreranno in gioco due elementi: uno è l’ottimizzazione della linea di produzione per aumentare la produttività. (La simulazione ricoprirà un ruolo fondamentale nell’evitare di passare sei mesi nella fase di trial and error e per consentire agli utenti di effettuarla a monte.) L’altro elemento è costituito dall’intelligenza artificiale e il machine learning, i quali possono essere integrati per comprendere i dati in entrata e usarli per ottimizzare ulteriormente la configurazione produttiva”.

“Ora, se guardo il nostro portfolio prodotti, ma anche alle prospettive di innovazione che questo contiene e che vanno avanti, vedo che quando si tratta di oltrepassare l’ostacolo della terza era del 3D printing molto ha a che fare con la produttività”, conclude. “Non si tratta più di rendere funzionale la tecnologia o di individuare applicazioni significative (due step che abbiamo già superato) ma di renderla di valore per gli utilizzatori del 3D printing in modo tale che possa restare in auge per i decenni avvenire e che possa occupare un posto di rilievo nel settore manifatturiero”.

Articolo originale: Tess Boissonneault        Traduzione a cura di: Martina Pelagallo

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