Produzione di sistemi di controllo personalizzati per macchine e veicoli utilizzando la stampa 3D SLS
La missione fondamentale del fornitore di soluzioni IBL Hydronic è meglio definita come un servizio altamente personalizzato. Con le loro soluzioni di controllo olistiche e personalizzate per macchine e veicoli nei settori dell’elettronica, dell’idraulica e del software, si distinguono dalla concorrenza.
Dotati di una stampante 3D Fuse 1 SLS , sono in grado di creare prototipi funzionali in brevissimo tempo e produrre internamente componenti idraulici complessi di uso finale.
Nella nostra intervista, Tom Heindl, product designer tecnico per la stampa 3D presso IBL Hydronic, parla di come la stampa 3D SLS promuove l’innovazione nelle soluzioni di controllo e di come i flussi di lavoro possono essere ottimizzati e accelerati di conseguenza.
Sviluppo di sistemi di controllo automatizzati per macchine e veicoli
IBL Hydronic sviluppa e produce sistemi di controllo per un’ampia gamma di macchine industriali, come veicoli da cantiere, macchine agricole e forestali e veicoli municipali. In questa nicchia, l’azienda offre sia l’hardware per i componenti di controllo che il relativo software personalizzato.
“Sviluppiamo soluzioni idrauliche ed elettroniche innovative. Il nostro portafoglio spazia da semplici blocchi di controllo a controlli di dispositivi pronti per il collegamento che includono un’interfaccia utente avanzata”, spiega Heindl.
Per poter reagire rapidamente alle richieste dei singoli clienti, IBL produce prevalentemente internamente componenti, in cui la stampa 3D gioca un ruolo fondamentale.
“Nel nostro settore, spesso ha senso utilizzare la stampa 3D per realizzare prodotti, poiché si tratta principalmente di piccole serie e costruite con componenti che devono essere costantemente adattati”.
Tom Heindl, Technical Product Designer per la stampa 3D, IBL Hydronic
Dopo che alcuni lavori passati hanno dimostrato che IBL aveva raggiunto i limiti strutturali e di design dei processi di produzione convenzionali, hanno iniziato sempre più a considerare soluzioni di stampa 3D. Inizialmente, questi lavori sono stati realizzati da fornitori di servizi di stampa 3D esterni, ma la domanda era così alta che nel 2019 l’azienda ha investito nella loro prima stampante 3D interna.
“Con la stampa 3D, è sempre stato molto importante per noi che le caratteristiche ottiche, come le linee dei livelli, rimangano invisibili e che massimizziamo anche la nostra libertà di progettazione. Dopo problemi di qualità iniziali con altre tecnologie di stampa 3D, abbiamo deciso di utilizzare una stampante 3D SLS Fuse 1 “, afferma Heindl.
Heindl vede nella mancanza di strutture di supporto il vantaggio principale della tecnologia di stampa 3D SLS e della stampa con polvere di nylon sul Fuse 1. Il processo ha aperto sempre più porte a nuovi progetti di valore che altrimenti non sarebbe stato possibile realizzare in questa forma. Inoltre, la facilità d’uso della stampante è fondamentale per Heindl e il suo team, in quanto ciò offre al maggior numero possibile di colleghi la possibilità di lavorare con la stampante, ottimizzando così i processi in IBL.
“Avere una stampante 3D SLS significa semplicemente che non dobbiamo più utilizzare metodi di produzione come fresatura, tornitura o lavorazione CNC. Questo ovviamente ci fa risparmiare molto tempo, denaro e anche spazio”, afferma Heindl.
“Grazie alla facilità d’uso e al flusso di lavoro semplice con la stampa 3D SLS, puoi concentrarti esclusivamente sul prodotto e sul design. Questo semplifica enormemente i nostri processi”.
Tom Heindl, Technical Product Designer per la stampa 3D, IBL Hydronic
Dal 2019, IBL ha costantemente ampliato le sue operazioni di stampa 3D per soddisfare la crescente domanda.
Stampa 3D di parti per uso finale personalizzate in serie piccole e medie
Un vantaggio significativo del Fuse 1 interno è la sua flessibilità costruttiva, che consente a Heindl e al suo team di portare l’attenzione al cliente a un livello completamente nuovo.
I componenti standard possono essere utilizzati raramente da clienti come produttori di macchine agricole o produttori di veicoli municipali che sono dotati di controlli per i loro dispositivi da parte di IBL. Invece, IBL si concentra sulle sfide e sui desideri individuali di ogni cliente e sviluppa soluzioni specifiche utilizzando la sua stampante 3D SLS. Questo è un punto di forza unico nella nicchia di mercato che li distingue dalle offerte dei concorrenti che utilizzano metodi sottrattivi o processi di stampaggio a iniezione. Anche lo stampaggio a iniezione comporta costi e complessità elevati, che non sarebbero redditizi per l’azienda date le piccole quantità di una piccola serie.
“I produttori di questo settore in genere producono i loro veicoli e attrezzature in serie piuttosto piccole, il che significa che produciamo molte cose in lotti da 100 a 250 parti. Per noi investire in grandi flotte di macchine di produzione interne che sarebbero utilizzate solo per lavori occasionali e piccole quantità è assolutamente fuori questione”, spiega Heindl.
Una soluzione di controllo realizzata con tecnologia di stampa 3D SLA e SLS, personalizzata per le macchine agricole e forestali del cliente.
Grazie a vantaggi come la capacità di effettuare consegne rapide, acquisire nuovi clienti attraverso capacità di produzione e l’uso efficiente della stampante 3D a pieno regime, il ritorno sull’investimento per una stampante Fuse 1 SLS interna è positivo.
Stampa 3D di un modulo di controllo per macchine agricole
IBL Hydronic ha recentemente sviluppato un pannello di controllo per un produttore di macchine agricole che è stato adattato alla macchina in tempi record. Dopo solo un mese di sviluppo, il modulo di controllo era completo e poteva essere presentato al cliente.
Una speciale texture del modello 3D conferisce all’alloggiamento un aspetto in pelle, rendendo impossibile rilevare che il componente sia stampato in 3D.
Gli alloggiamenti sono stati stampati utilizzando la tecnologia di stampa 3D SLS, quindi assemblati e dotati di un cuscinetto per bracciolo in pelle. Per creare un design che fosse non solo funzionale ma anche visivamente accattivante, la superficie è stata strutturata nel processo di progettazione del modello 3D. I componenti stampati in 3D SLS sono stati quindi levigati e colorati utilizzando un bagno di tintura. Il risultato è un assieme costituito da componenti per uso finale realizzati interamente con la stampa 3D SLS. Presenta anche una struttura superficiale simile alla pelle, che migliora l’aspetto e completa l’intero design.
I componenti dell’alloggiamento del pannello di controllo vengono stampati sul Fuse 1 con Nylon 12 , quindi levigati e tinti.
Parti più piccole come i pulsanti bianchi e arancioni sono state prodotte su una stampante 3D SLA, una delle poche tecnologie di stampa 3D che consente di stampare componenti traslucidi e trasparenti . In questo modulo di controllo, ad esempio, è possibile integrare nel software delle funzioni per emettere segnali di avviso lampeggianti dai tasti in caso di errore del sistema.
In IBL, entrambe le tecnologie di stampa 3D vengono utilizzate a proprio vantaggio per sfruttare la piena libertà di progettazione della produzione additiva in termini di design e funzioni.
Altri vantaggi fondamentali della produzione additiva a vantaggio del flusso di lavoro di IBL sono la velocità e la flessibilità dei processi di sviluppo prodotto per i nuovi moduli di controllo.
I lunghi tempi di consegna risultanti dalla collaborazione con fornitori di servizi di produzione esterni durante le discussioni e i round di pianificazione possono essere notevolmente ridotti grazie alla stampa 3D interna e l’azienda può fornire risultati ai clienti più rapidamente.
“Con la stampa 3D, in linea di principio, posso fornire ai nostri clienti i primi prototipi in due o tre settimane che corrispondono quasi alla qualità della produzione in serie”.
Tom Heindl, Technical Product Designer per la stampa 3D, IBL Hydronic
Inoltre, le modifiche al design possono essere eseguite molto più facilmente e rapidamente rispetto ai metodi di produzione convenzionali.
“Puoi anche lavorare rapidamente nella direzione completamente opposta con la stampa 3D. La velocità con cui posso modificare il file CAD e stamparlo senza attrezzi o regolazioni della macchina è imbattibile rispetto ad altri metodi di produzione come la lavorazione CNC”, afferma Heindl.
Maggiore competitività grazie alla stampa 3D SLS
Per Heindl e il suo team, i vantaggi e le possibilità che hanno scoperto ora significano aumentare i materiali, le capacità e anche le opzioni di progettazione costruttiva. Progetti come questo pannello di controllo stampato in 3D hanno gettato le basi per nuovi approcci e ampliato gli orizzonti per i loro progetti futuri.
