L’officina americana di Formlabs ha dimostrato che il recente Automation Ecosystem consente di facilitare e di rendere molto conveniente la produzione di massa.
L’ecosistema è costituito da Form Auto, un’estensione hardware, il Fleet Control, una suite di funzionalità software, e l’High Volume Resin System.
Campioni e prodotti end-use
L’officina Formlabs è uno stabilimento a Toledo, in Ohio, USA, che ospita 140 stampanti stereolitografiche (SLA) della serie Form 3 e circa una trentina di stampanti a sinterizzazione laser selettiva (SLS) della serie Fuse.
“Stampiamo campioni che vengono richiesti dai clienti, che valutano, così, l'acquisto di una nuova stampante, ma anche parti che verranno utilizzate per produrre le attrezzature di Formlabs, come la Form Wash L, la Form Cure L, la Form 3L e la serie Fuse.”
Chris PauwelsResponsabile dell'officina Formlabs in Ohio
Gli ingegneri di Formlabs si affidano alle stampanti SLA ed SLS sia per la convalida di articoli end-use, che per la creazione della sua nuova generazione di strumenti e di macchinari.
Se, infatti, alcune parti sono state originariamente stampate in 3D come soluzioni momentanee durante le interruzioni della catena di fornitura dovute alla pandemia, altre, in alcuni casi, si sono rivelate un’alternativa molto economica rispetto alle componenti stampate comunemente a iniezione.
Grandi volumi, numerose iterazioni
Con 140 stampanti SLA e più di 40 materiali, la gestione dello stabilimento richiede, naturalmente, un monitoraggio costante, affidato a ben quattro teams differenti.
Prima dell’ecosistema di automazione, l’interazione con la stampante era costante e ripetitiva.
Era necessario, infatti, caricare manualmente la piattaforma e assicurarsi che cartuccia e serbatoio fossero inseriti correttamente, ma anche rimuovere la stessa piattaforma e trasferire le parti nella Form Wash una volta terminato il lavoro.
Per uno stabilimento produttivo con centinaia di stampanti, la maggior parte della giornata era dedicata esclusivamente ad attività simili.
Lavorare in maniera continuativa
Grazie alla Form Auto e all’ecosistema di automazione, queste attività brevi, ma ricorrenti, vengono ridotte drasticamente.
La Form Auto sfrutta il rilascio veloce della Build Platform 2 per rimuovere le parti. Successivamente, il macchinario reinserisce la piattaforma e prepara la stampante a un nuovo lavoro.
Grazie alla Build Platform 2 e alla Form Auto non è più necessario raschiare le parti dalla piattaforma e lavare i lotti uno alla volta.
“Ora, quando arriviamo al mattino, troviamo le parti di tutti i progetti in un unico grande recipiente da inserire nella Form Wash L.
Chris PauwelsResponsabile dell'officina di produzione Formlabs in Ohio
Siamo più produttivi, perché in alcuni casi le stampanti sono in grado di terminare e riavviare i progetti anche fuori dall'orario di lavoro.”
Il team dell’officina Formlabs può dedicare così molto meno tempo alla rimozione delle stampe, alla configurazione della macchina e al lavaggio dei singoli lotti.
Grazie alla Form Auto, nello stabilimento le stampanti lavorano in maniera continuativa, anche fuori dall’orario di ufficio.
Come il Fleet Control assicura l’eccellenza
Il Fleet Control è una suite di funzionalità che ottimizza il modo in cui le stampe sono messe in coda, assegnate e programmate.
Considerato il numero di stampanti e di materiali in circolazione nell’officina, è necessario organizzare e ottimizzare le attività attentamente.
“Il Fleet Control ha ridotto in modo significativo l'intervento umano nelle operazioni di stampa.
Andrew CraneMembro del team Operations Excellence di Formlabs
Possiamo inserire progetti customizzati nella coda di stampa, così il personale tecnico non deve preoccuparsi di inviare il design giusto alla stampante giusta.”
Le stampanti SLA dell’officina Formlabs sono divise in sottosezioni in base al materiale.
Il Fleet Control consente di inviare i design a una sezione di stampanti, invece di scegliere una determinata stampante, e di gestirne l’intera coda.
Inoltre, il software mostra una panoramica del funzionamento dell’intera unità, consentendo al team tecnico di individuare eventuali anomalie con un certo anticipo.
“La combinazione del Fleet Control e della Form Auto ha consentito di aumentare in modo significativo la produzione di parti, ma, soprattutto, ha dimostrato che è possibile aumentare il rendimento delle stesse parti.”
Andrew CraneMembro del team Operations Excellence di Formlabs
Gestire diversamente la resina per la produzione di massa
Il team dell’officina Formlabs sa esattamente quanti lotti si realizzano con una singola cartuccia di resina.
Le attività di sostituzione della cartuccia sono normalmente facili e veloci, ma, come nel caso della rimozione delle parti, se esse sono moltiplicate per le 140 macchine dello stabilimento, richiedono molto tempo.
Oltre al tempo di manodopera, con un volume di stampa simile cresce anche il numero di cartucce vuote, il che implica l’aumento delle esigenze di stoccaggio e la necessità di nuove tattiche di smaltimento.
L’High Volume Resin System eroga fino a cinque litri di resina autonomamente, attraverso un sistema di pompaggio automatico, consentendo così alle stampanti connesse a una Form Auto di realizzare più lotti senza l’intervento umano.
“L'High Volume Resin System supporta fino a cinque cartucce standard, per cui le interazioni con i contenitori di resina sono cinque volte inferiori.
Chris PauwelsResponsabile dell'officina di produzione Formlabs in Ohio
Inoltre, si riducono di cinque volte sia le ricariche delle cartucce, che le possibilità di fuoriuscita.”
Rendere la produzione di massa possibile con il sistema di automazione
La stampa 3D è stata utilizzata per anni per realizzare articoli customizzati e, grazie alla crescente adozione delle strumentazioni di additive manufacturing, è ormai una pratica comune all’interno dei processi di produzione di massa.
Finora non esisteva una piattaforma che consentisse di combinare la capacità di personalizzazione della stampa 3D con il rendimento elevato della produzione di massa.
L’ecosistema di automazione Formlabs colma il divario, riducendo i costi della manodopera, rendendo la personalizzazione più economica e la produzione di massa più efficiente.
“Grazie a un aumento del rendimento, l'ecosistema di automazione ha aiutato l'officina a ridurre di oltre la metà la manodopera necessaria per realizzare una singola parte!”
Andrew CraneMembro del team Operations Excellence di Formlabs
Trovi l’articolo originale sul blog di Formlabs.