L'evoluzione della tecnologia FDM nelle stampanti 3D industriali Stratasys

Mancava poco all'inizio degli anni ’90 e stava per nascere la tecnologia FDM e Stratasys, grazie a Scott Crump e a sua moglie Lisa.
A pensarci bene, di tempo non ne è passato nemmeno così tanto. Ma il tempo storico e quello “tecnologico” hanno ritmi completamente diversi. Dal trovare soluzioni per inserire in azienda una stampante 3D per prototipare piccoli oggetti, oggi si sta ottimizzando l’integrazione dei sistemi di additive manufacturing all’interno del ciclo produttivo industriale.



E un’altra grande sfida è quella di proporre stampanti 3D industriali e materiali combinati in maniera vincente, per soddisfare le esigenze di un mercato molto segmentato e ben suddiviso tra PMI e grandi industrie. 
Come produttore di livello mondiale Stratasys offre sul mercato stampanti 3D e soluzioni industriali che accolgono e risolvono le necessità di ogni tipo di cliente. La storia delle stampanti 3D, in particolare da Dimension e uPrint in avanti, è una prova di tale passione e voglia di vincere questa sfida. 

Dagli anni 90 in avanti

Pensare che dai primi prototipi di stampanti in 3D siamo arrivati a parti costruite con materiali termoplastici ad alte prestazioni come Ultem 9085, Policarbonato, fino ai filamenti caricati di carbonio, significa che la stampa 3D ne ha fatta di strada, laddove anche nessuno (forse) pensava qualche anno fa di poter arrivare. E invece siamo già oltre. 
La strada è stata lunga, a volte tortuosa, lo stesso Scott Crump ha dichiarato le difficoltà incontrate a volte nel percorso. 

Oggi Stratasys è una realtà capillare in tutto il mondo grazie a rivenditori certificati e le sue stampanti 3D rappresentano un punto cardine nelle aziende che si interessano di produzione e quindi, inevitabilmente, di prototipazione e additive manufacturing anche solo per uso interno. 
La possibilità di trasformare progetti 3D in parti reali regala enormi vantaggi all’azienda che usa una stampante tridimensionale, in termini di libertà, processi snelli, costi giusti o addirittura minori rispetto al passato e uno sguardo sensibile alla privacy della creatività. 

Stampanti 3D Stratasys FDM: dalle origini ai giorni nostri

Si parte da 3D Modeler. E poi (non necessariamente in questo ordine), Maxum, Quantum, Titan, Vantage, Prodigy, Dimension e uPrint. Fino alle attuali serie Fortus per la produzione, F123 CR e la più recente F770 e l'ultima arrivata F3300 che promette prestazioni senza precedenti.

E' il 1992 quando arrivano le prime stampanti 3D Stratasys anche in Italia, grazie a Technimold, primo tra i rivenditori certificati che hanno creduto in questa sfida tecnologica e dopo poco Energy Group.
Gli utenti finali erano, e sono anche oggi, aziende e industrie con all’interno del proprio core business la prototipazione rapida e reparti dedicati alla prototipazione pre-produzione. 

Ad ogni modo, a produrre con additive manufacturing non sono solo aziende di piccole dimensioni ma anche grandi industrie. In questo caso particolare è estremamente importante che percepiscano la possibilità di una integrazione reale ed efficiente tra stampante 3D e il resto della linea produttiva.



Un sistema di stampa 3D industriale Stratasys diventa parte integrante del workflow all’interno del ciclo di produzione grazie alla presenza di alcuni elementi chiave (per ricordarne uno, il software GrabCad) ed è perfettamente integrato con gli altri hardware e sistemi già presenti nella linea produttiva (come MES, per fare un esempio).

Dalle storiche Dimension e uPrint, Il focus della stampa 3D FDM Stratasys è rimasto sempre lo stesso benchè con prestazioni nettamente evolute: facilitare le aziende che hanno una linea di produzione o che progettano parti. 

Ma facciamo un passo indietro e torniamo alla serie Dimension con le storiche serie BST, SST, 1200, 1200es e uPrint, modelli che hanno fatto la storia delle stampanti 3D Stratasys. 
 

L’ingresso nel mercato di Dimension e uPrint

Quando Stratasys ha lanciato Dimension e uPrint nel mercato, erano gli anni 2000, un periodo florido per la loro distribuzione, perché rappresentano in toto la soluzione a numerose necessità aziendali. 
La stampa di ABS Plus, migliore per caratteristiche tecniche del classico ABS, è stato uno dei plus principali, insieme alla possibilità di realizzare parti direttamente colorate e di avere disponibile sia supporto a rimozione manuale che solubile. 


Inoltre, dettaglio fondamentale e di grande importanza, la grandissima affidabilità hardware, software (sono sempre state considerate, nel linguaggio colloquiale, potenti e resistenti come “muletti”) e l’ingombro: quasi da tavolo per uPrint, più grande ma decisamente compatto per le famiglie Dimension.
Insomma, iniziava l’era più smart delle soluzioni di stampa 3D aziendali. La combinazione tra affidabilità e praticità d’uso era solo all’inizio. 

Cosa è successo dopo: la serie F123 e F123CR

Quando le serie Dimension e uPrint hanno iniziato a fare la storia, il motore evolutivo di Stratasys si è rimesso al lavoro per il next step. Sono nate quindi le stampanti 3D della serie F123 prima - F170, F270, F370 - e F123CR successivamente - F190CR, F370CR - come evoluzione dei primi modelli così apprezzati dagli utilizzatori. 

Negli anni il pensiero è sempre stato anche verso l’ampliamento della scelta dei materiali e la facilità di cambio di questi ultimi nelle dimensioni e nelle prestazioni della macchina, immaginata nei contesti aziendali moderni. 
Se una stampante 3D può essere industriale e compatta, silenziosa e gestibile in ambienti più piccoli come gli uffici, allora è un prodotto vincente. 

La linea di stampanti 3D F123, nata come soluzioni per l'ufficio tecnico, oggi si è arrichita di modelli in grado di lavorare anche con filamenti caricati con carbonio, utili anche per applicazioni di produzione. E questo tipo di proposta ha creato la svolta per questo tipo di sistemi perché ha aperto alla stampa 3D con tecnologia FDM Stratasys ancora di più le porte non solo delle industrie, ma anche delle officine meccaniche. Queste realtà infatti sono spesso alla ricerca di soluzioni accessibili da un punto di vista econonomico e che realizzano parti di altissima qualità.

Il progresso incede, giorno dopo giorno 

La vera sfida oggi è quella di rendere sempre più accessibile l’additive manufacturing al mondo della produzione industriale con sistemi semplici da usare. Gli standard devono essere mantenuti alti per fare in modo che la stampa 3D rimanga sempre un elemento imprescindibile nei contesti aziendali.

Le aziende che possono trarre vantaggio dall'adozione dell’additive manufacturing non sono solo di taglio industriale, anzi: la stampa 3D è diventata interessante anche per le piccole medie imprese e il loro focus sono soluzioni di livello industriale che risolvano necessità anche estremamente puntuali, mirate in termini di quantità di parti realizzabili o di misure specifiche delle parti stesse. O, ancora, della destinazione finale dei progetti stampati in 3D. 

Avere un sistema di stampa 3D industriale in house, oggi, vuol dire avere una soluzione per risparmiare del tempo e investire i soldi risparmiati in diverse attività: con una stampante 3D FDM professionale infatti è possibile costruire dei tool in poche ore e senza delegare il lavoro fuori e sviluppare tutte le fasi di un progetto, accogliendo anche le più piccole modifiche nei tempi di normali giornate lavorative, senza buchi temporali. 

E, punto molto importante, significa anche poter stampare piccoli ma anche grandi volumi di produzione, perché alcuni prodotti sono vere e proprie parti pronte per essere utilizzate.

Stratasys F3300, largo alle nuove prestazioni

Oggi si guarda a una nuova versione della tecnologia FDM. L’evoluzione continua e alcuni settori, come aerospace, automotive e ferroviario, sono i grandi protagonisti e Stratasys F3300 è la soluzione ideale per questi ambiti produttivi. Prototipazione, attrezzaggi e parti d produzione sono i suoi cavalli di battaglia insieme ai materiali utilizzabili come ASA, Policarbonato, Ultem 9085 e Nylon 12CF, ideali per questo tipo di attività. 

Tecnologia FDM 2.0

Un nuovo approccio a questa tecnologia è arrivato con Stratasys F3300, un sistema di additive manufacturing che trova spazio nelle industrie per le quali è necessario avere un sistema di stampa 3D di grande formato, che sia in grado di gestire materiali affidabili e performanti, con anche la possibilità di software di alto livello come GrabCad. 

Con il sistema di produzione additiva Stratasys F3300 parliamo di tecnologia FDM 2.0 perché:

-    Velocizza la stampa e di conseguenza riduce i costi per parte 
-    Riduce i tempi di costruzione dei progetti
-    Calibra automaticamente, quindi è più autonoma rispetto agli interventi manuali
-    I pezzi sono realizzati con processi di maggior affidabilità di stampa

L’evoluzione dei sistemi additivi Stratasys guarda alla produttività

Molti fattori e molti sistemi proposti nel mercato, tutti orientati all’aumento di produttività in azienda: alto indice di affidabilità, alta qualità dei pezzi e scelta dei materiali. E l’inclusione di un software potente come GrabCad, che diventa un legame potente con il mondo industriale.

Affidabilità

Stratasys ha sempre puntato sul miglioramento delle prestazioni di ogni singola macchina e, di conseguenza, sull’affidabilità dei pezzi prodotti. Poter contare su parti di alta qualità e che riproducono fedelmente il progetto originale è il fulcro del successo di qualsiasi ciclo produttivo. La potenza dei sistemi Stratasys FDM è sempre stata calibrata per perseguire questo obiettivo. La scelta dei materiali ideali è un’altra sfida sempre aperta e finora ampiamente vinta. 

I materiali 

La storia è iniziata con ABS, ed è passata nel giro di poco tempo a una offerta molto più ampia, con ABS Plus, PC, PC ISO, PPSF, Ultem (per applicazioni come quelle aerospace). E’ poi andata avanti con ASA, Nylon caricato carbonio per il settore automotive e sta continuando con nuovi materiali usciti da poco come Hips, Kymia e Victrex, giusto per citarne alcuni. Come si potrebbe fare a meno, in ambito di progettazione, di materiali termoplastici FDM studiati apposta per soddisfare anche le esigenze più ricercate e puntuali? Difficile immaginarlo. 



I materiali FDM Stratasys ormai sono riconosciuti in tutto il mondo perché sono capaci di prestazioni meccaniche di alto livello. 
Oggi abbiamo una scelta molto ampia, che permette ai progettisti di pensare in grande e di consegnare all’azienda un prodotto che può essere stampato in 3D ed essere allo stesso tempo pronto all’uso. 
Se la volontà è di realizzare parti nel settore automotive, c’è la possibilità di farlo. Idem per aerospace, settore ferroviario, dentale o di produzione di tool aziendali. A ogni applicazione sono dedicabili uno o più materiali, con risultati di qualità. 

Accade ancora oggi che le stampanti 3D non vengano considerate un bene primario in azienda, come abbiamo detto in questo articolo. Eppure, la scelta consapevole di mix tra materiali e sistemi di additive manufacturing, è il modo migliore di ottenere una produzione di qualità e di livello superiore sia da un punto di vista meccanico ed estetico. 
La combinazione tra un materiale qualitativamente superiore e il sistema giusto di additive manufacturing, tuttavia, non chiude ancora il cerchio. Cosa manca? Un software di gestione di stampa e del progetto valido e versatile. Una soluzione che sia un ponte con il mondo industriale, che permetta all’azienda un verso salto di qualità.

Il software: un alleato importante nel processo

GrabCad Print è il software di stampa fornito gratuitamente con le stampanti 3D Stratasys di ultima generazione, che permette di gestire i modelli e il flusso di lavoro in modo ottimale, semplificando la produzione in additive manufacturing.
Il software rappresenta in sé un ponte fondamentale per mettere in connessione un sistema additive manufacturing con il processo industriale di un’azienda. Uno dei processi più importanti oggi è, infatti, l’integrazione di più elementi nel ciclo produttivo. Questi devo avere un legante e il software svolge questa importante funzione. 

GrabCad Print è basato su cloud, supporta diversi formati di file nativi, consentendo ai progettisti di lavorare con un'ampia tipologia di software di modellazione 3D.
GrabCAD Print Pro, ovvero la versione più recente ed evoluta del software, fa anche un passo in avanti verso la realizzazione di pezzi con un alto grado di automazione di processo, tracciabilità e stima dei singoli pezzi. 
Infine, GrabCAD Shop, permette di gestire in modo efficiente gli ordini di lavoro per un parco macchine costituito da stampanti 3D di vari modelli e produttori. 

Confluire in un unico percorso con un approccio industriale 4.0 e 5.0

Alla luce di tutti questi elementi, è possibile dire che le stampanti 3D Stratasys, in particolare da Dimension e uPrint in avanti, non solo hanno avuto un forte processo evolutivo ma guardano avanti, per inserirsi in modo fluido all’interno di un workflow industriale e guarda già all’economia 5.0, che sta bussando alle porte.
La facilità d’uso del sistema da parte dell’operatore, maggiore libertà dell’operatore e l’integrazione con altri strumenti e macchinari fanno sì che le soluzioni di stampa 3D Stratasys siano le migliori per lavorare con maggiore libertà e qualità di risultati. 

Le opportunità di rinnovamento tecnologico

Per favorire il rinnovamento tecnologico e la sostituzione delle vecchie stampanti 3D con sistemi additivi di ultima generazione, Stratrasys offre programmi commerciali, denominati Trade-in, che permettono ai clienti di acquistare una macchina per la prototipazione o per la produzione 3D Stratasys nuova con un prezzo scontato a fronte della restituzione della stampante 3D usata.
 
Il fatto di dare una continuità di lavoro con sistemi di pari afffidabilità ma con capacità evolute permette un notevole contenimento dei costi e di tempi di lavoro dell’operatore, visto che andrà a lavorare con stampanti 3D già utilizzate ma con un approccio più moderno. 
In questo modo diventa reale la possibilità di trovare il tempo per altri incarichi perché i processi di lavoro si snelliscono, grazie anche a maggiore automazione dei sistemi di additive manufacturing. 

Vedi le offerte Stratasys Trade-in in corso

L’economia circolare virtuosa nel mondo delle stampanti 3D Stratasys

Stratasys da sempre è attenta ai temi della sostenibilità, cominciando dal programma di ritiro delle bobine di materiale esaurite per valorizzare l’importanza di ridurre al minimo l'impatto nell’ambiente delle parti di bobine non più in uso. Le cartucce di materiale esaurite, infatti, vengono ritirate direttamente da Stratasys tramite una procedura di prenotazione online molto semplice che i clienti possono gestire in autonomia.

Le stampanti 3D FDM Stratasys accompagneranno il nostro futuro?

Dalla 3D Modeler alla F3300, passando per Titan, Vantage, Dimension, Fortus e molto altro. Questo percorso evolutivo dura da decenni e ancora non è terminato. 
La tecnologia FDM di Stratasys, in questo momento, sta vivendo una seconda giovinezza pur tenendo vivi i suoi pilastri. L’essere una tecnologia molto conosciuta ma più veloce di prima, maggiormente affidabile anche nella ripetibilità delle parti e che permette libertà di azione al di fuori del monitoraggio (sempre più limitato, evviva l’automazione) dei processi.

In questo caso è proprio vero che l'evoluzione, dalle Dimension e uPrint di un tempo, a oggi, è un po’ come dire che “la strada nuova presenta maggiori vantaggi di quella vecchia”. 
Ma il plus che si è sviluppato negli anni e che ha portato le stampanti 3D FDM Stratasys in un percorso di evoluzione, insieme alle capacità di integrazione con altri macchinari, in azienda, è la differenziazione di offerta. Oggi ci sono numerosi sistemi di additive manufacturing Stratasys diversi per misure, tipologie di materiali utilizzabili e capacità di produzione. Questo fa della linea di stampanti 3D FDM Stratasys una fonte di opportunità e di soluzioni per un’azienda che, anche se non ha numeri da grande industria, vuole integrare la stampa 3D nei suoi processi, e sfruttarne le potenzialità.
 

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