Domande e risposte: Davide Marini, CEO di Inkbit, sulla stampa 3D multimateriale e la potenza del controllo del feedback a circuito chiuso
Dopo essere uscito dal MIT e aver ottenuto 12 milioni di dollari di investimenti da Stratasys, DSM, 3M e Ocado, Inkbit è ora sulla strada per la spedizione dei suoi primi sistemi di stampa 3D multimateriale Vista nel 2022.
Si aspetta che la sua tecnologia di stampa 3D, alimentata da Vision-Controlled Jetting, sia di interesse per il mercato medico, l’industria della robotica e il settore dell’automazione industriale dove potrebbe essere impiegata per produrre parti di alta precisione, multi-materiale e di livello industriale. Inkbit sta attualmente accettando ordini della sua macchina di punta lanciata a febbraio e inizialmente assumerà il controllo del funzionamento della macchina per garantire che la tecnologia funzioni in modo affidabile prima di consegnarla ai clienti all’inizio dell’anno.
L’azienda ha le sue origini all’interno del Laboratorio di informatica e intelligenza artificiale del MIT, guidato dal co-fondatore di Inkbit e CTO Wojciech Matusik. Attraverso la rete del MIT, Matsuik e il suo gruppo di ricerca sono stati messi in contatto con Davide Marini [DM] , un ingegnere meccanico originario dell’Italia che aveva precedentemente lavorato nello spazio delle scienze della vita. Ora alla guida della sua seconda start-up, Marini si è preso un po ‘di tempo per parlare con TCT della tecnologia di stampa 3D di Inkbit, dell’importanza del sistema di scansione integrato e della missione dell’azienda.
Ciao Davide, sappiamo che Inkbit ha iniziato nel Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory del MIT, ma puoi colmare le lacune che hanno portato al recente lancio della macchina Vista?
DM : Wojciech è un pioniere nel campo della produzione computazionale, quindi sta applicando tutte le ultime tecniche dall’informatica al campo della produzione. A quel tempo, Wojciech, insieme a Javier Ramos, uno dei suoi studenti laureati, ebbe l’idea di dotare una stampante di un paio di occhi. Hanno sviluppato un sistema di visione che hanno integrato all’interno della macchina per renderlo molto più preciso, molto più accurato e poter stampare con un set di materiali più ampio. Furono fatti i primi esperimenti e il valore di questo metodo divenne subito evidente.
Dopo alcune iterazioni, hanno deciso che il potere di combinare la visione artificiale con il getto d’inchiostro era ovvio e volevano commercializzarlo. Si sono rivolti alla rete del MIT per vedere se fosse disponibile qualcuno con esperienza nel portare le tecnologie dalle università nel mercato e io sono stato presentato a loro.
Negli ultimi tre anni ci siamo concentrati sulla trasformazione della tecnologia iniziale in un prodotto reale che potessimo fornire al mondo. Ora, siamo a quel famoso punto di svolta critico in cui non si tratta più di sviluppo tecnologico, ma di commercializzazione.
Puoi spiegare alcune delle caratteristiche chiave della tecnologia di stampa 3D a getto d’inchiostro di Inkbit?
DM : Abbiamo scelto il getto d’inchiostro per la sua natura comprovata nelle applicazioni industriali in 2D e anche perché offre funzionalità multi-materiale in modo naturale. Quando si aggiungono queste due caratteristiche al livello di visione artificiale e intelligenza artificiale che abbiamo aggiunto, si ottiene una tecnologia estremamente potente.
Il principio di funzionamento chiave è l’idea di scansionare ogni singolo strato in tempo reale. Possiamo utilizzare questi dati di scansione 3D per garantire che la parte sia prodotta esattamente secondo la geometria specificata possibile, quindi se vengono rilevate deviazioni, i nostri algoritmi correggono automaticamente la stampa in tempo reale. Nessun voxel passa inosservato. E, cosa più importante, il processo è senza contatto, il che significa che la parte non viene mai a contatto con rulli o spanditori meccanici. Questo ha una serie di vantaggi. Naturalmente, il primo è una maggiore accuratezza e precisione. Inoltre, si producono meno rifiuti, a differenza di quanto accade con un rullo ed è più veloce, chiaramente.
E il vantaggio più importante, che in realtà non ci aspettavamo, è l’idea che possiamo uscire dai confini della chimica dell’acrilato. Se guardi tutte le stampanti 3D commerciali che utilizzano fotopolimeri si basano sulla chimica dell’acrilato. Ciò ha alcune limitazioni sulla durata delle parti che puoi realizzare. Non siamo limitati alla chimica, possiamo aprirci a tutti i tipi di chimica. E probabilmente l’esempio più ovvio è la nostra serie di materiali epossidici; stampiamo con resine epossidiche pure al 100% e possiamo raggiungere livelli molto elevati di resistenza chimica, resistenza ai raggi UV. Ed è tutto a causa del sistema di visione.
A quali opportunità si è aperta Inkbit grazie alla compatibilità con queste resine epossidiche?
DM: Abbiamo una collaborazione con una grande azienda, i dettagli di cui non sono libero di dire purtroppo, ma quello che posso dire ad alto livello è che possiamo realizzare collettori fluidici complessi che comprendono molti canali integrati interni che devono convogliare fluidi che sono duri e possono essere corrosivi. La chimica del polimero deve essere resistente agli attacchi chimici e, inoltre, il collettore potrebbe desiderare di essere collegato ad altre parti della macchina. Poiché siamo una tecnologia multimateriale, possiamo integrare guarnizioni morbide nella parte, ad esempio. Oggi questo non è possibile su altre macchine. In una volta, possiamo realizzare un collettore fluidico complesso con materiale altamente resistente agli agenti chimici per tutti i tipi di applicazioni quando è necessario instradare i fluidi in modo complesso, ad esempio un circuito pneumatico.
Abbiamo iniziato a esplorare questo aspetto nell’area della robotica morbida. Ad esempio, se si desidera realizzare effettori finali per robot, per manipolatori, ad azionamento pneumatico, questo diventa estremamente prezioso e su questo stiamo collaborando con un gruppo dell’ETH di Zurigo.
Un’altra caratteristica della tecnologia di stampa 3D di Inkbit è la capacità di stampare fino a otto materiali. Puoi spiegare il significato di questo e quando questa capacità può essere disponibile per i clienti?
DM : Siamo in grado di produrre parti sia multimateriali che per produzione. Per quanto ne so, penso che siamo l’unica azienda in grado di farlo con una possibile eccezione di Evolve.
In sostanza, la piattaforma del motore è molto scalabile. Potremmo espandere oltre otto materiali se lo volessimo. Ma al momento, pubblicizziamo solo le capacità di espansione, non abbiamo ancora esplorato un’applicazione con otto materiali diversi. Quello che immagino accadrà in futuro è che designer e produttori, a poco a poco, smetteranno di assemblare diversi sottocomponenti di prodotti e stamperanno tutto in una volta. Quindi, più i prodotti sono sofisticati, più saranno richiesti sottogruppi diversi, più materiali saranno richiesti. E sarà possibile avere tutti i materiali che vuoi nella stessa parte. Quindi, ad oggi, l’uso tipico è forse di tre materiali. Potresti avere nella stessa parte, ad esempio, ciò su cui stiamo lavorando ora è resina epossidica resistente, resina epossidica resistente agli agenti chimici, resina epossidica ad alta temperatura, resina epossidica più morbida nella stessa parte. Al momento, non abbiamo esplorato un’applicazione con otto, ma sono sicuro che arriverà.
Con l’introduzione del getto con controllo visivo, Inkbit promette alta velocità e alta precisione. In che modo l’azienda si è assicurata di poter fornire entrambi senza compromettere la qualità delle parti?
DM: Questa è la sfida numero uno che ci siamo proposti di risolvere. È diventato possibile risolvere questa sfida solo di recente grazie ai progressi nell’elettronica, a fotocamere migliori, a sensori migliori. La chiave per questo è essere in grado di scansionare estremamente velocemente. Nella nostra macchina, non si perde tempo nella scansione, è possibile rimuovere lo scanner e la velocità sarà la stessa perché questo scanner è estremamente veloce, quindi rileviamo ogni singolo voxel nella macchina. E ci assicuriamo che non ci siano errori a livello di voxel. Per risolvere la sfida è stata necessaria un’enorme mole di lavoro, abbiamo dovuto fondamentalmente progettare il nostro scanner proprietario. E questo è stato finanziato in modo significativo dalla DARPA e stiamo utilizzando i più recenti e migliori algoritmi di informatica per l’elaborazione delle immagini disponibili e abbiamo la fortuna di collaborare con il laboratorio di informatica e intelligenza artificiale del MIT. Cinque anni fa, quello che abbiamo fatto non sarebbe stato possibile.
Sullo sviluppo dei materiali, qual è la strategia dell’azienda?
DM : Siamo molto aperti alla collaborazione con le aziende di materiali. Vogliamo adottare un modello aperto. Lo sviluppo di materiali per il getto d’inchiostro può richiedere tempo, non è facile perché c’è un requisito sulla viscosità dell’inchiostro che può essere spruzzato. Quindi, abbiamo un modello di collaborazione aperta e probabilmente avremo un programma di certificazione tale che se sei un’azienda di materiali e vuoi sviluppare sulla piattaforma, devi lavorare con noi in modo da assicurarci che il materiale funzioni effettivamente e non rompe la macchina. Ma, al momento, sviluppiamo tutti i nostri materiali internamente e non solo formuliamo i nostri materiali, abbiamo anche una chimica proprietaria su alcuni di quelli che abbiamo sviluppato internamente.
Inkbit si rivolge ai mercati della medicina, della robotica e dell’automazione industriale, ma qual è la missione generale dell’azienda?
DM : Ciò che sta accadendo nello spazio di produzione è ancora più eccitante della rivoluzione dei computer. Si sta svolgendo ora davanti ai nostri occhi, è un momento tremendamente emozionante. Penso che il modo in cui i prodotti sono progettati, fabbricati e venduti in tutto il mondo cambierà completamente e assomiglierà sempre di più allo sviluppo del software, quindi sarà molto più semplice passare da un’idea nella mente di un designer di prodotto fino ad avere un prodotto sul mercato. Sarà molto, molto più veloce.
Questo è ciò che vogliamo abilitare. Vogliamo consentire questa rapida iterazione e vogliamo creare una piattaforma che vada senza problemi dalla prototipazione rapida, alla prototipazione funzionale alla produzione sulla stessa macchina. Vogliamo accelerare drasticamente il processo di sviluppo del prodotto.
Quello che stiamo sviluppando è una piattaforma molto interessante che combina il multi-materiale con la produzione. Se dovessi disegnare una matrice due per due in cui su un asse hai materiale singolo e multi-materiale, e sull’altro asse hai prototipazione rispetto alla produzione, quella matrice è fondamentalmente piena di aziende tranne che per una scatola che è multi-materiale per la produzione.
