ExOne spinge per rendere verde la stampa 3D in metallo
“La pandemia COVID-19 ha messo in luce l’importanza di ridurre le catene di approvvigionamento, in particolare per le parti critiche”.
Quando la crisi COVID-19 era stata dichiarata una pandemia a marzo, l’ industria della stampa 3D globale era già entrata in azione con uno sforzo storico per produrre valvole, testare tamponi, schermi facciali e una varietà di altre soluzioni innovative in tempi record per colmare le lacune della catena di approvvigionamento.
In ExOne , anche il team globale dell’azienda era ansioso di contribuire. Ma quasi tutta la risposta 3D è stata finora nella plastica, mentre ExOne è specializzata nella stampa 3D jet jet di metallo, sabbia e ceramica.
Per John Hartner, CEO dell’azienda, il desiderio di aiutare era personale poiché una delle sue figlie è un’infermiera dell’ICU a New York City, colpita duramente dalla crisi. Pertanto, Hartner ha iniziato a fare brainstorming con il team di ricerca e sviluppo su dove la tecnologia dell’azienda potesse contribuire al meglio una soluzione significativa.
L’idea di filtri metallici riutilizzabili e sterilizzabili per le maschere N95 è rapidamente salita in cima alla lista. Dopotutto, i clienti ExOne erano anni che stampavano filtri metallici in metallo.
Inoltre, presso la vicina Università di Pittsburgh , il Prof. Markus Chmielus stava facendo ricerche sul controllo della porosità e della microstruttura del legante di parti metalliche gettato sulla stampante 3D ExOne Innovent con diversi approcci di sinterizzazione.
Con la crescente notizia della carenza di DPI in tutto il mondo e la crescente preoccupazione per enormi quantità di rifiuti medici, comprese le strutture mediche di Pittburgh, Pitt e Chmielus hanno concordato di collaborare con ExOne per sviluppare rapidamente un filtro metallico poroso e riutilizzabile in grado di soddisfare una specifica N95 per filtrare contaminanti consentendo nel contempo la corretta quantità di flusso d’aria.
Ad aprile, dopo che i test preliminari sono stati positivi, ExOne e Pitt hanno annunciato l’innovativo filtro, che potrebbe essere stampato in 3D in rame o acciaio inossidabile, per adattarsi a una varietà di maschere per il viso e altri dispositivi medici. Il rame è un materiale attraente perché ha conosciuto i poteri disinfettanti e la ricerca suggerisce che COVID-19 muore più velocemente sul rame rispetto a molte altre superfici.
Ancora più importante, i nuovi filtri riutilizzabili sostituiranno i filtri che devono essere eliminati dopo un singolo utilizzo. Il volume di rifiuti associato alle sole maschere è sconcertante. La produzione annuale ordinaria di respiratori N95 è stimata in 1,5 miliardi negli Stati Uniti, secondo il Washington Post. Il giornale ha citato uno studio del 2017 sulla rivista Health Security secondo cui sarebbero stati necessari fino a 3,5 miliardi di maschere N95 durante una pandemia. E questo non conta altre apparecchiature mediche che richiedono filtri.
Oggi ExOne ha in corso lavori di ottimizzazione con nuovi design e partner di maschere e filtri. La società ora crede che la sua soluzione di filtro sarà un cambio di gioco duraturo una volta che sarà completamente approvato per uso commerciale. ExOne prevede che ciò accada entro la fine dell’anno.
“Per come la vediamo, ogni operatore medico in prima linea sarà in grado di avere la propria maschera personalizzata con un filtro di metallo riutilizzabile per un uso a lungo termine”, ha dichiarato Hartner. “Ormai, abbiamo visto tutti le foto delle maschere sporcare spiagge e parcheggi, e siamo fiduciosi che questa nuova applicazione avrà un impatto sulla riduzione dei rifiuti in futuro. Abbiamo avuto un’incredibile risposta a questa nuova applicazione e stiamo lavorando con urgenza per portarla sul mercato “.
Fin dalla sua istituzione nel 1995, ExOne si è sempre concentrata sugli aspetti di sostenibilità della sua tecnologia di getto del legante principale; è per questo che il logo dell’azienda è verde. Ma l’attenzione su questi benefici si è intensificata sotto Hartner, che crede che siano una delle proposte di valore chiave del jet jinder per i clienti.
Il getto del legante produce oggetti con scarso o nessun scarto, offrendo un notevole miglioramento rispetto ai metodi di produzione tradizionali. Consente inoltre tutti i nuovi design di parti leggere, compresi quelli che consolidano molti pezzi di un prodotto in una singola unità, preservando funzionalità e resistenza. Queste nuove parti possono rendere auto, camion, aeroplani e altre attrezzature più efficienti in termini di consumo di carburante e ridurre drasticamente le catene di approvvigionamento, consumando molta meno energia. In realtà, questo approccio può offrire una catena di approvvigionamento decentralizzata in cui è semplificata la produzione locale rapida di pezzi in una crisi.
“Un aspetto importante della sostenibilità è la riduzione delle catene di approvvigionamento”, ha dichiarato Hartner. “La nostra tecnologia è in grado di consolidare più parti in una, eliminando ulteriori passaggi di produzione e riducendo anche la necessità di spedire parti in tutto il mondo per l’assemblaggio finale. Sia che tu lo consideri come parte di una strategia di produzione reshoring o decentralizzata, è chiaro che questo è il futuro della produzione.
“La pandemia di COVID-19 ha messo in luce l’importanza di ridurre le catene di approvvigionamento, in particolare per le parti critiche. ExOne può collaborare con i produttori per garantire che le parti metalliche critiche siano preparate per la stampa 3D in caso di emergenza e per aiutare i produttori a riprogettare le loro parti per la stampa 3D in metallo. ”
ExOne ha stretto una partnership con Altair e un importante produttore automobilistico per riprogettare una parte di auto esistente per sfruttare il getto del legante. La nuova parte era più leggera del 45%, riduceva i processi di produzione e accorciava la giuntura di saldatura per fissare la parte all’auto.
Una parte stampata che ExOne indica come consegnare a questa missione è stata progettata in collaborazione con Altair e un importante produttore automobilistico. Una parte dell’auto esistente è stata ridisegnata per il getto del legante e ha sfruttato le sue capacità, risultando in una parte più leggera del 45%, eliminando le fasi di lavorazione aggiuntive e semplificando il modo in cui è stata integrata nell’assemblaggio del veicolo, con una saldatura più corta.
“Crediamo che questo sia il vero futuro per il jet binder”, ha dichiarato Hartner. “Rendere le parti metalliche più intelligenti e leggere e ridurre il consumo di energia in tutto il mondo per crearle e consegnarle. Solo il jet binder può svolgere questa missione ad alti volumi di produzione, motivo per cui hai visto altre aziende seguirci in questo spazio. “
Promuovere l’adozione della stampa 3D in metallo attraverso la sostenibilità
ExOne sta guidando a pieno ritmo con il suo messaggio di sostenibilità, con una nuova campagna #MakeMetalGreen, e sta lavorando per documentare i suoi vantaggi di sostenibilità con i clienti nuovi ed esistenti.
“Attualmente stiamo lavorando per sviluppare ricerche end-to-end che dimostrino quanto sia sostenibile la nostra tecnologia rispetto ai metodi tradizionali”, ha affermato Hartner. “Come azienda che gestisce i propri impianti di produzione per la stampa 3D di parti metalliche 24-7, sappiamo già, istintivamente, quanto verde sia la nostra tecnologia rispetto ai metodi tradizionali. Ma non vediamo l’ora di aiutare i clienti a valutare quanto possono risparmiare e migliorare la loro sostenibilità.
“I potenziali vantaggi sono enormi, sia che si realizzi un prodotto industriale o anche un dispositivo di consumo più piccolo. Puoi semplificare i processi di produzione, risparmiare energia, rischiare la catena di approvvigionamento e persino offrire nuovi vantaggi funzionali ai tuoi clienti. “
