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3DZ è rivenditore autorizzato dei più prestigiosi brand di stampanti 3D, scanner 3D e software 3D 3DZ è rivenditore autorizzato dei più prestigiosi brand di stampanti 3D, scanner 3D e software 3D
Stampa 3D in fibra continua di carbonio: il drone di Sigma Ingegneria

Stampa 3D in fibra continua di carbonio: il drone di Sigma Ingegneria

Giugno 26, 2019 in Novità, Novità

Stampa 3D in fibra continua di carbonio: resistenza e leggerezza

Sigma Ingegneria, azienda di Lucca, opera prevalentemente nel settore industriale. Offre vari servizi tra cui, ad esempio, analisi strutturali ottimizzazione topologica, generative design, fluidodinamica, automazione, meccatronica oltre a sviluppare macchinari ad hoc secondo le specifiche dei clienti. Sigma ha inoltre una linea di macchinari per la produzione di calzature in pelle e una linea proprietaria di droni che può essere adattata a varie esigenze (agricoltura di precisione, sorveglianza, manutenzione). L’azienda sviluppa inoltre varie tecnologie per i settori della ricerca e della difesa.

E’ un’azienda in rapida crescita che ad oggi conta più di 25 dipendenti: vanta un dipartimento di ingegneria composto prevalentemente da ingegneri aerospaziali, un dipartimento di industrial design e un’officina.

 

Parliamo di stampa 3D con Simone Giusti,

CEO di Sigma Ingegneria

Quanto tempo fa è nato il vostro interesse per la stampa 3D? Come, e per quali prodotti?

“Il nostro interesse per la manifattura additiva nasce nel 2014, con la necessità di produrre componentistica per le nostre macchine. Con gli anni abbiamo ampliato il nostro know-how focalizzandoci sull’ottimizzazione topologica ed il generative design, e questo ha permesso di ideare una famiglia di droni realizzata grazie manifattura digitale. Abbiamo collaborazioni in atto con aziende leader di mercato come HP, Autodesk e 3DZ”.

Sfruttate un service di stampa o avete acquistato una o più macchine? Quali?

“Gran parte delle nostre esigenze viene soddisfatta da due macchine Markforged (Mark Two) che, per la loro caratteristica di poter stampare oggetti in fibra continua, ci permettono di realizzare componenti strutturali. Ormai utilizziamo le due stampanti 3D quotidianamente. Quando invece abbiamo la necessità di stampare oggetti ottimizzati e caratterizzati da forme molto organiche, ci appoggiamo a servizi di service esterni”.

 

La stampante Markforged Mark Two è in grado di realizzare prototipi e prodotti finiti in Nylon, rinforzandoli con materiali compositi come fibra di carbonio, fibra di vetro e kevlar. Questo permette di sfruttare i vantaggi della flessibilità della stampa 3D ma di garantire allo stesso tempo stampe con una notevole resistenza.

 

Sig. Giusti, quali sono i vantaggi che avete riscontrato dall’utilizzo della stampa 3D in termini di tempi, costi e flessibilità?

“Possiamo affermare che la stampa 3D ha reso la nostra azienda una vera e propria micro fabbrica. Infatti, molte delle attività e lavorazioni che prima richiedevamo ai nostri fornitori, ora possono essere realizzate internamente. I vantaggi sulla tempistica, logistica e sui costi sono tangibili”.

 

“Nello specifico vorrei farvi l’esempio del supporto motore di un nostro drone dotato di eliche controrotanti”

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Questo supporto ha due sedi su cui vengono avvitati i motori, e due alloggi per i circuiti ESC che servono a regolare la velocità di rotazione delle eliche. Gli ESC sono posizionati sotto le eliche per garantirne il corretto raffreddamento. E l’estremità posteriore del supporto ha un’apposita sede in cui viene posizionato il tubo di carbonio”.

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“Grazie al generative design è possibile ottimizzare la struttura reticolare del supporto e ottenere geometrie che minimizzano il consumo di materiale e massimizzano le performance strutturali del pezzo. Ma sarebbe impossibile realizzare una parte con una geometria così complessa con i metodi produttivi tradizionali: è possibile realizzarla solo stampandola in 3D. Stamparla in fibra continua di carbonio poi ci ha permesso di ottenere un risparmio di consumo di materiale del 37% e di ottenere dalla parte le prestazioni migliori.

 

Nello specifico, quanto tempo richiede la stampa 3D di questo pezzo? E quanto vi costa?

La stampa di questa parte richiede 25 ore e il pezzo ha un costo di soli materiali inferiore ai € 40,00.

Viene utilizzata la stampa 3D a causa dell’elevata complessità geometrica del pezzo che sarebbe impossibile da produrre con altri metodi produttivi.

 

Può dirci perché avete optato proprio per una stampante Markforged?

Abbiamo scelto questa stampante perché avevamo bisogno di un prodotto che ci permettesse di ottenere caratteristiche strutturali delle parti molto elevate. Per continuare con l’esempio specifico di questa estremità su cui vengono posizionati i motori del nostro drone, grazie alla fibra continua di carbonio siamo riusciti a sviluppare una componente del peso di soli 67 grammi che riesce a supportare più di 20 kg di spinta per ogni braccio! Questo risultato non sarebbe stato possibile con pezzi realizzati con stampanti di altri competitors.

 

Può descriverci meglio in quale fase della lavorazione ricorrete alla stampa 3D? Quali sviluppi prevede in futuro nell’utilizzo di questa tecnologia nel vostro caso?

“Utilizziamo la tecnologia FDM per produrre componentistica di piccole dimensioni. Le tempistiche ridotte ci permettono di iterare con agilità e definire il prodotto finale a costi inferiori. In futuro vorremmo eseguire internamente all’azienda anche tutti quei processi che oggi dobbiamo affidare ad altri. Con le stampanti a polveri, ad esempio, vorremmo realizzare anche oggetti dalle forme organiche, o ancora produrre direttamente in azienda anche i componenti di grandi dimensioni o gli oggetti in metallo”.

 

E più in generale, qual è la sua percezione degli sviluppi della stampa 3D?

“La stampa 3D e la digitalizzazione dei processi produttivi hanno comportato una vera e propria nuova rivoluzione industriale. E Sigma Ingegneria vuole essere parte attiva di questa innovazione, offrendo ai suoi partner servizi di consulenza, design per additive manufacturing, analisi FEM e un’assistenza a 360 gradi”.

 

Come si è sviluppata la collaborazione con 3DZ? Oltre alla macchina che tipo di servizi vi ha fornito?

“La nostra collaborazione con 3DZ è nata nel 2017, anno in cui abbiamo acquistato le due stampanti Markforged. Grazie al supporto di 3DZ abbiamo potuto prendere decisioni strategiche sul fronte manifatturiero e abbiamo accresciuto la nostra rete di partner”.

La testimonianza di Stefano Giacometti, 

Sales Manager 3DZ Toscana:

“Il processo decisionale che ha portato Sigma Ingegneria ad investire in tecnologia Markforged è stato relativamente veloce, poiché è stato fin da subito evidente il vantaggio tecnologico offerto da Markforged rispetto alle altre soluzioni FDM presenti sul mercato. L’unicità del Brevetto Markforged nella deposizione di fibra continua di Carbonio, Kevlar e fibra di vetro, ha reso finalmente possibile la realizzazione di pezzi funzionali stampati in 3D con proprietà meccaniche superiori a leghe metalliche tipo l’alluminio, con tolleranze prossime al decimo di millimetro, con finiture superficiali lisce ed a costi estremamente competitivi.

La tecnologia Markforged possiede delle caratteristiche uniche nel mondo della stampa 3D, e sta accompagnando sempre più aziende in tutto il Mondo verso un nuovo modo di produrre: da lavorazioni tradizionali fatte in CNC, torni, frese o stampaggi plastici, alla stampa 3D funzionale. 

 

 Nel prossimo futuro avete in programma di aumentare il parco macchine? Se sì, con quale obiettivo?

“Come ho già detto, il nostro obiettivo sarebbe proprio quello di coprire tutto lo spettro della produzione additiva, dai polimeri fino ai metalli., per eseguire direttamente in azienda tutti quei processi che possono essere realizzati grazie alla stampa 3D. Vorremmo diventare una vera e propria micro fabbrica, per offrire un servizio sempre più completo”

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