Industrializzare la stampa 3D

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L’avanguardia della produzione additiva offre un mondo di possibilità alle aziende che desiderano trasformare i propri processi produttivi e creare nuovi prodotti. Ma le aziende che vogliono attingere a quel mondo hanno tradizionalmente dovuto investire ingenti somme di denaro nelle più recenti macchine da stampa 3D e poi capire come integrarle nelle loro operazioni.

Si tratta di una vendita difficile considerando che le stampanti 3D possono avere difficoltà in termini di produttività e coerenza per molte applicazioni industriali.

Ora, VulcanForms, fondata da Martin C. Feldmann MEng '14 e dal professore del MIT John Hart, offre la produzione digitale come servizio alle aziende per costruire prodotti industriali su larga scala. L'azienda assiste i clienti nella selezione dei materiali e nella progettazione del prodotto, quindi crea un flusso di lavoro di produzione scalabile nella sua fonderia di produzione.

Al centro di ciascuno di questi flussi di lavoro c’è una stampante 3D proprietaria per metalli con fusione a letto di polvere laser (LPBF) che utilizza una serie di raggi laser finemente coreografati per produrre parti metalliche ad alte prestazioni con design complessi. Le stampanti sono integrate con le apparecchiature di lavorazione, robotica e postelaborazione di VulcanForms attraverso un thread digitale che monitora anche le parti mentre vengono prodotte.

"Anche se la tecnologia LPBF è ben consolidata per diverse applicazioni, tra cui gli ugelli del carburante per motori a reazione e gli impianti ortopedici, non riesce a scalfire la superficie dell'opportunità", afferma Hart. "VulcanForms vede un'enorme opportunità di mercato per realizzare la produzione additiva su scala industriale e integrarla con un sistema di produzione digitale."

VulcanForms attualmente produce parti per aziende dei settori medico, difesa, semiconduttori e aerospaziale, trasformando i progetti in parti finite in pochi giorni. I fondatori affermano che la qualità di VulcanForms supera gli standard del settore con materiali come il titanio, nonché leghe di acciaio avanzate e a base di nichel.

VulcanForms sta attualmente completando i suoi primi due impianti di produzione digitale a Devens e Newburyport, Massachusetts. Una volta terminato, lo stabilimento di Devens ospiterà diverse dozzine di sistemi di produzione additiva dell’azienda oltre ad avere capacità di postelaborazione. I fondatori affermano che questi sistemi renderanno Devens l’impianto di produzione di additivi metallici con il più alto rendimento al mondo. La struttura di Newburyport si concentra su lavorazioni meccaniche di precisione, automazione industriale e operazioni di assemblaggio. Unendo queste tecnologie con un filo digitale, VulcanForms sta costruendo un’infrastruttura di produzione digitale con sede negli Stati Uniti che, secondo i fondatori, definirà il modo in cui i prodotti saranno progettati, costruiti e consegnati.

Rendere la stampa 3D rilevante a livello industriale

Hart definisce fortuito il suo ingresso nel mondo della produzione additiva. Nel 2013, un collega gli ha chiesto di tenere un corso per il programma di Master of Engineering in Advanced Manufacturing and Design del MIT.

"Non ricordo cosa mi abbia portato a proporre che il corso si concentrasse sulla produzione additiva, perché non stavo ancora facendo ricerca in questo settore", dice Hart. "Il corso è stato un esperimento che ho utilizzato per esplorare un nuovo interesse e per attingere alla passione e alla curiosità degli studenti."

Uno degli studenti di quella classe era Feldmann, allora al suo primo semestre al MIT. La classe basata su progetti ha incaricato gli studenti di misurare la precisione delle parti stampate in 3D, migliorandone le proprietà e contribuendo a lezioni relative alla stampa 3D ai principi fondamentali della produzione.