Matthias Schmidt-Lehr di Ampower è un consulente di stampa 3D con una profonda esperienza nella produzione per la stampa 3D. Ha lavorato per l’istituto di sviluppo tecnologico Laser Zentrum Nord (Fraunhofer IAPT) , il suo spinoff di produzione Bionic Production ed è stato coinvolto in numerosi progetti importantinella produzione industriale per la stampa 3D. Insieme ai suoi colleghi, fa strategia, formazione, qualifica parziale e ricerca sulla stampa 3D per Ampower. Ampower una società di consulenza focalizzata sulla stampa 3D di metallo con sede a Amburgo, con una profonda esperienza con alcune delle aziende leader che utilizzano la stampa 3D in metallo da produrre. Ampower si è posizionata come il team che fornisce analisi basate sull’esperienza di stampa 3D del metallo reale nella produzione. Abbiamo intervistato Matthias per scoprire la sua visione di ciò che sta accadendo nella stampa 3D e cosa sta trattenendo il mercato.
Cos’è Ampower?
Ampower è la principale società di consulenza per la produzione additiva di metalli. Supportiamo le PMI e le grandi cooperazioni nel loro modo di adattare la produzione additiva industriale nei settori della strategia aziendale e dell’eccellenza operativa.
Perché dovrei lavorare con te?
I nostri esperti hanno più di 10 anni di esperienza nelle applicazioni di produzione additiva industriale. I nostri clienti di riferimento sono leader del mercato come Trumpf, HP e Oerlikon, nonché importanti OEM del settore come Volkswagen o Airbus.
Che tipo di clienti hai?
I nostri clienti includono aziende lungo l’intera catena di fornitura della produzione additiva dai produttori di polveri e sistemi agli utenti finali. Industrie fortemente rappresentate sono attualmente automobilistiche, aeronautiche e mediche.
Quali sono alcune delle principali cose che frenano la stampa 3D?
La competitività dei costi è una sfida importante che deve essere affrontata per creare opportunità di business. Inoltre, la stampa 3D industriale è ancora una tecnologia di nicchia e la mancanza di conoscenza ed esperienza porta a rallentare i tassi di adattamento.
Se io sono un’azienda che vuole usare la stampa 3D, che consiglio hai per me?
Inizia sempre costruendo conoscenze ed esperienze con le prime applicazioni. Alcuni giocatori di successo di AM hanno attraversato almeno 2 anni di apprendimento prima della prima distribuzione dei prodotti. In secondo luogo, collaborare con partner forti. Molti degli ostacoli sulla strada del successo sono già stati affrontati e la cooperazione porta a una curva di adattamento notevolmente accelerata.
Che dire se volessi industrializzare la stampa 3D per la produzione?
L’industrializzazione significa che la sperimentazione è finita. La gestione della qualità, l’approvvigionamento, la produzione e la pianificazione del lavoro devono essere inclusi nel team e la qualificazione del personale diventa molto importante. La qualità deve essere la priorità n. 1. I fallimenti di parte dovuti alla mancanza di sforzi di qualificazione porteranno a una grave delusione delle parti interessate interne ed esterne, in particolare con una nuova tecnologia di questo tipo.
Quali sono alcuni degli sviluppi più eccitanti della stampa 3D in questo momento?
Le tecnologie emergenti con maggiore produttività e costi inferiori come la tecnologia HP MJF o il prossimo livello di tecnologie Binder Jetting sono entusiasmanti da osservare. Allo stesso tempo, la quantità di innovazioni sta rendendo difficile agli utenti definire e seguire la giusta strategia tecnologica. Negli anni a venire, assisteremo ad un ulteriore e costante aumento della produttività. Altre applicazioni per utenti finali stampate in 3D diventeranno vitali e porteranno a una crescita significativa della tecnologia.
Qual è il mercato della produzione additiva come in Germania?
In Germania, la produzione additiva industriale ha una penetrazione relativamente elevata sul mercato. Certo, è ancora nel complesso una tecnologia di nicchia. Ma in molti settori, le aziende tedesche non possono competere come leader dei costi su un mercato globale. Devono differenziare i loro prodotti e servizi. La produzione additiva si adatta a questa strategia aziendale e può aiutare a fornire nuove applicazioni con valore aggiunto.
Pensi che le stampanti 3D desktop saranno utilizzate per la produzione?
In alcune applicazioni con alto grado di individualizzazione, bassi volumi e basse quantità, questo è già il caso. Un buon esempio sono i produttori di droni industriali. I componenti personalizzati dall’utente vengono prodotti durante la notte utilizzando stampanti 3D desktop e spediti il giorno successivo. Non appena sono richiesti elevati volumi di produzione, l’economicità dovuta alle economie di scala renderà meno probabile la stampa 3D desktop. Inoltre, le industrie esigenti richiedono una produzione qualificata in un ambiente di produzione industriale.
Quali sono alcune applicazioni emergenti nella stampa 3D di cui sei più eccitato?
In termini di applicazioni industriali, sono ancora affascinato dai prodotti medici individuali in tempo. Il fatto che l’endoprotesi per la sostituzione dell’osso, gli impianti dentali e gli apparecchi acustici siano ora personalizzati per i clienti in un brevissimo tempo di produzione, è solo il punto di partenza di un mondo sempre più personalizzato in cui vivremo.
Un sacco di persone sono entusiaste dei metalli di legatura del legante e del FDM MIM ma vedo molti problemi con il restringimento e la deformazione, voi?
Il processo di sinterizzazione rimane la sfida principale. A causa di questi problemi, l’industria MIM e PIM matura presenta restrizioni nel design e limiti di dimensioni per la sinterizzazione di parti metalliche. Alcuni attori del binder jetting, come Markforged e Desktop Metal, hanno deciso di sviluppare i propri processi di debinding e sinterizzazione. Sebbene certamente rischioso, questa rotta potrebbe portare a interruzioni e al miglioramento del processo di sinterizzazione. In ogni caso, gli utenti che adattano queste tecnologie dovrebbero esaminare la sinterizzazione convenzionale per acquisire esperienza.
Pensi che DMLS continuerà a dominare l’ortopedia e l’aviazione? O altre tecnologie lo sostituiranno?
Le tecnologie di sinterizzazione sono ora allo stadio DMLS o fusione del letto di polvere laser come diciamo, era 10 anni fa. A breve termine, alti investimenti in hardware, conoscenze e processi consolidati impediranno una rapida sostituzione della fusione laser a letto con altre nuove tecnologie adeguate. A lungo termine, le tecnologie di sinterizzazione copriranno sicuramente le applicazioni nel settore aeronautico e medico, se si dimostreranno più adatte e più convenienti.
Che mi dici di EB PBF?
Soprattutto nel campo medico e aeronautico, la fusione del letto di polvere a fascio di elettroni viene utilizzata con successo per la produzione di leghe di titanio. Tuttavia, la tecnologia lotta con la situazione dominante dei brevetti del leader del mercato e, di conseguenza, la mancanza di concorrenza. L’unica fonte generalmente ostacola l’innovazione e l’adozione di una tecnologia di produzione ampia. Una volta scaduti i principali brevetti, la competitività nel mercato EB-PBF aumenterà sicuramente. Nel frattempo, altre tecnologie avanzano velocemente a causa della concorrenza e compiono enormi passi in un ambiente aperto.
Cosa ne pensi delle prospettive delle tecnologie DED?
Le tecnologie di deposizione diretta dell’energia non hanno l’enorme clamore che hanno sperimentato le tecnologie LB-PBF e altre tecnologie di stampa 3D. Notiamo un tasso di crescita costante con piccole delusioni. Le tecnologie DED rivoluzioneranno il mercato del casting, degli utensili e della forgiatura. Tuttavia, stiamo ancora parlando di una tecnologia di nicchia che avrà successo solo per applicazioni esigenti. Speriamo che alcune delle tecnologie DED attualmente in arrivo e molto promettenti siano aperte un giorno per consentire interruzioni in questo campo e prevenire la stessa situazione in cui si trova attualmente EB-PBF.
Quanto siamo vicini a vedere la stampa 3D utilizzata su larga scala nel settore automobilistico?
Ancora molto lontano! Il livello di produttività delle tecnologie di produzione ad alto volume come la formatura della lamiera, la fusione, la forgiatura o lo stampaggio a iniezione è su una scala completamente diversa. Il valore aggiunto della stampa 3D su un componente non sarà sufficiente per ottenere la competitività dei costi per lotti di grandi dimensioni. Un cambio di gioco, tuttavia, può essere l’aumento della necessità di personalizzazione e cicli di innovazione ancora più rapidi che renderanno la produzione legata agli utensili convenzionale più costosa rispetto alla produzione senza attrezzi. Ci aspettiamo le prime applicazioni in volumi annuali superiori a 100.000 in 10-15 anni.
Di quali materiali polimerici sei più eccitato?
Vediamo le principali applicazioni industriali di materiali in poliammide da parte di HP ed EOS. L’ingresso sul mercato di HP ha sicuramente avuto un impatto enorme e pone fine alla solitaria leadership di mercato di EOS in questo campo. Questo sviluppo porterà nuova spinta alla mappa dei materiali polimerici. Tuttavia, fino a quando non avremo alcun sostituto per polimeri rinforzati con fibra di vetro, non ci si può aspettare un’adozione ampia.
Ci sono metalli emergenti di cui sei eccitato?
Ultimamente, abbiamo assistito a sviluppi promettenti dei processi di rame con una stabilità di processo soddisfacentemente elevata. Il mercato del rame è molto interessante poiché copre un gran numero di applicazioni complesse e di alto valore che sono adatte alla produzione additiva.
Come posso iniziare a creare parti stampate 3D qualificate?
Una certa conoscenza di base è utile, ovviamente. Prima di tutto, dovresti iniziare a pensare additivo. Ciò significa che si progetta la parte con il materiale solo dove è necessario. L’ottimizzazione della topologia può aiutare qui. In questo modo, ridurrai i costi e genererai un business case. In secondo luogo, devi capire il tuo processo di produzione additiva. È lo stesso di qualsiasi altra tecnologia di produzione. Più conosci il processo specifico, migliore sarà il design. Infine, è necessario produrre la parte su un sistema qualificato e convalidare tutti i processi di produzione. Ma è qui che iniziamo a entrare nei dettagli.
Come funziona il tuo strumento di calcolo dei costi?
Lo strumento di calcolo dei costi che inseriamo nella nostra home page è piuttosto semplice, ma fornisce buone stime dei costi di produzione per alcune leghe LB ed EB-PBF. Poiché la complessità delle parti è quasi gratuita in Additive Manufacturing, lo strumento è guidato principalmente dal volume di produzione totale. Dopo aver inserito il volume, le parti per partita e la lega, lo strumento calcola l’intervallo dei costi delle parti per lavori di costruzione bassi e alti. Per uno strumento più sofisticato, è ovviamente importante comprendere tutti i fattori di costo che descriviamo nel nostro studio di produzione o acquisto.
Perché quando chiedi a un cliente di selezionare una parte per la stampa 3D, sceglie sempre quella sbagliata?
Prima di tutto, mancanza di esperienza. In secondo luogo, tendiamo a scegliere parti che vogliamo semplicemente “sostituire” con parti stampate in 3D. Questo di solito non funzionerà. I migliori casi aziendali si evolvono quando si progetta un nuovo assemblaggio e si dispone di 3D Printing come additivo pensante.
