Intervista a Formlabs, produttore di stampanti 3D con tecnologie SLA e SLS

Nel 2011, tre laureati del MIT hanno costruito la prima stampante 3D in grado di ottenere parti professionali di qualità industriale a un costo accessibile. Impegnandosi costantemente nell’innovazione, Formlabs è diventata il più grande fornitore al mondo di stampanti 3D stereolitografiche (SLA) e a sinterizzazione laser selettiva (SLS) professionali. Con dieci sedi in tutto il mondo, Formlabs fa affidamento sulla collaborazione, sulla comunicazione e sul lavoro di squadra per continuare ciò che ha iniziato nel 2011 con la Form 1. La crescita dell’azienda continua giorno dopo giorno, ma l’obiettivo primario rimane sempre lo stesso: creare una tecnologia potente, accessibile e facile da usare.

Tra i clienti Formlabs ci sono leader globali in settori che vanno dalla ricerca medica al design di calzature, alla produzione automobilistica e aerospaziale, nonché imprenditori e piccole aziende che creano prodotti personalizzati, rafforzando così la loro catena di fornitura ed espandendo le proprie operazioni.

Abbiamo intervistato Marco Zappia, channel sales manager per l’Italia di Formlabs e Luca Valentino Colmi, product engineer a supporto della rete sales per Formlabs.

LE INTERVISTE DI 01FACTORY –  STAMPA 3D

01factory analizza il mercato della manifattura additiva, intervistando i protagonisti di questo comparto che sta crescendo in maniera estremamente veloce. Un tassello fondamentale della produzione additiva è rappresentato dai distributori di hardware e di software per la produzione e la prototipazione rapida, che spesso sono strutturati anche per fornire servizi completi di consulenza alle aziende che vogliono integrare nel proprio flusso la stampa 3D.

Ci può fare una panoramica delle vostre soluzioni hardware per la manifattura additiva e la prototipazione rapida?

Luca Valentino Colmi: Le stampanti Formlabs si suddividono in stampanti a tecnologia SLA (Form 3+, Form 3L, Form 3B+ e Form 3BL) e stampanti a tecnologia SLS (Fuse 1+ 30W).

Ci sono poi le soluzioni per la post elaborazione, sempre per stampanti a tecnologia SLA (Form Wash e Form Cure e Form Wash L e Form Cure L) e a tecnologia SLS (Fuse Sift).

Al CES 2023 Formlabs ha inoltre lanciato Form Auto, un’estensione hardware per le stampanti 3D Form 3, Form 3+, Form 3B e Form 3B+ che consente di rimuovere automaticamente le parti finite dalla Build Platform 2 e avviare la stampa successiva senza alcun intervento umano, il tutto 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

La Form 3+ è la stampante 3D desktop di Formlabs di qualità industriale a un prezzo accessibile più diffusa. Permette di produrre prototipi e parti per utilizzo finale funzionali e di alta qualità in tempi rapidi. La Form 3+ offre qualità di stampa e precisione uniformi, configurazione e manutenzione semplici, nonché un’ampia gamma di materiali ad alte prestazioni.

La Form 3L è una stampante 3D di grande formato abbastanza compatta per gli uffici e abbastanza robusta per gli stabilimenti di produzione.

La Form 3B+ è una stampante 3D desktop all’avanguardia progettata per il settore medicale e dentale, consente di stampare rapidamente parti su misura per i pazienti direttamente nel punto di assistenza e trasferire in-house le più innovative attività di ricerca e sviluppo, nonché la produzione commerciale con volumi ridotti.

La Form 3BL è una stampante di grande formato sviluppata per i professionisti del settore medico, consente di stampare in 3D parti anatomiche in scala 1:1 per pazienti adulti o dispositivi medici di grandi dimensioni in una sola stampa.

L’ecosistema Fuse è un sistema compatto ed economico per parti in nylon pronte per la produzione che permette di introdurre la potenza industriale della sinterizzazione laser selettiva (SLS) nel proprio workflow, unendo efficienza, semplicità d’uso, qualità delle parti ed elevata produttività.

Quali sono i software per AM che fornite, separatamente o compresi nella dotazione delle macchine?

Luca Valentino Colmi: Formlabs fornisce Preform, un software CAM che accetta formati tridimensionali universali da qualunque Software CAD (sia CAD meccanici come SolidWorks o Autocad che CAD per scultura, animazione, cinema 4D come Zbrush o Blender) ed elabora codici macchina per le stampanti SLA dell’azienda. Il software è liberamente e gratuitamente scaricabile dal sito Formlabs. È possibile testarlo anche senza possedere una stampante Formlabs grazie alla presenza di stampanti virtuali nell’interfaccia che possono essere selezionate (sia SLA che SLS) e che permetteranno al software di fornire una simulazione di tempi, materiali e, di conseguenza, costi.

Ci può fare una panoramica generale dei materiali disponibili attualmente disponibili per le vostre macchine?

Luca Valentino Colmi:  I materiali Formlabs si dividono in due tipologie: resine termoindurenti per la stampa SLA, e polveri termoplastiche per la stampa SLS. Le resine per l’ambito ingegneristico si dividono a loro volta in: resine standard, che formano il cuore, in quattro colori (grigio, trasparente, bianco e nero); resine meccaniche, che offrono rigidità e stabilità strutturale (Tough 2000, Rigid 4K, Rigid 10K, Grey Pro, High Temp); e resine plastiche, che offrono resistenza agli impatti (Tough 1500, Durable, Flexible ed Elastic). Ci sono poi le resine biocompatibili dedicate al medicale e dentale, per un totale di oltre 30 resine.

Per quanto riguarda le polveri, abbiamo il Nylon 12, la polvere universale, che è un po’ il materiale tuttofare, con ottime proprietà meccaniche, resistenza agli urti, stabilità dimensionale. Il Nylon 11, meno rigido, ma con maggior capacità di assorbire energia da impatto è da anni lo standard nell’automotive ed è per questo che è stato sviluppato. Il Nylon 12 caricato a vetro (Nylon 12 GF) aumenta ulteriormente la rigidità delle proprietà meccaniche. Il Nylon 11 caricato a fibra di carbonio (Nylon 11 CF), possiede invece delle proprietà che lo rendono adatto per l’impiego nell’aerospaziale e nelle competizioni, è leggero e molto resistente. Tutte le schede tecniche, in italiano e comprensive di test standard riproducibili, sono disponibili per il download qui.

Oltre alle tecnologie per la stampa 3D attualmente a bordo delle vostre macchine, quali sono quelle che avete in animo di introdurre?

Luca Valentino Colmi: Le due grandi tecnologie impiegate nelle stampanti Formlabs attualmente sono la tecnologia SLA e la SLS. La SLA è quella con cui l’azienda è nata, dieci anni fa, grazie all’intuizione e al desiderio di alcuni studenti dell’MIT con l’obiettivo di rendere la stampa 3D accessibile a un pubblico più ampio, riducendo il costo, ma mantenendo elevata la qualità. Otto anni più tardi sono state introdotte anche le stampanti SLS. Ci sono poi il software Preform e diversi accessori.

Per il futuro, il reparto Ricerca e Sviluppo dell’azienda continua a lavorare assiduamente, non possiamo ancora svelare nulla, ma rimarremo fedeli a quella che è la linea guida: prendere una tecnologia e renderla accessibile al numero maggiore di persone possibile, senza scendere a compromessi in termini di qualità del risultato.

Passiamo al mercato. Qual è la posizione di mercato della sua azienda, a livello globale e in Italia?

Marco Zappia: Formlabs fin dalla sua nascita ha la mission di rendere la stampa 3D accessibile a tutti, il che non significa realizzare stampanti poco costose che valgono poco, ma trovare un modo di costruire tecnologie che esistono già in modo smart e con un processo che le renda meno costose, ma che mantenga lo stesso valore del prodotto finale, soprattutto in termini di qualità del pezzo stampato.

A volte ne risente un po’ la velocità di stampa, per cui una sola stampante non permette di essere veloce quanto altre molto più costose; tuttavia, i clienti Formlabs ovviano spesso a questo problema creando delle print farm composte da più stampanti dello stesso tipo, anziché possederne una sola, più veloce, ma che richiederebbe un investimento molto maggiore.

Formlabs è adatta a supportare le aziende sia nella fase iniziale in cui cominciano a introdurre la stampa 3D, sia in quelle successive in cui la stampa 3D diventa una parte sempre più integrante del processo produttivo e il numero di stampanti acquistate aumenta.

Il contesto italiano, caratterizzato dalla presenza di un elevato numero di piccole e medie imprese, si adatta molto bene all’offerta di Formlabs, che permette di iniziare a usare la stampa 3D senza investimenti eccessivi. Il numero di clienti è in costante crescita e comprende settori molto diversi tra loro: dal fashion, all’automotive, dal manifatturiero, alla creazione di oggetti di scena per la televisione o il cinema.

Qual è la sua visione dello stato di adozione della manifattura additiva nel mondo e, in particolare in Italia? Come si stanno spostando gli equilibri tra prototipazione rapida, produzione rapida di prodotti definitivi unici, piccole serie, grandi serie e così via? Qual è il grado di maturità delle aziende italiane rispetto all’additive? Quali sono i principali fattori che ne ostacolano l’adozione in Italia?

Marco Zappia: Nel mondo la manifattura additiva è cresciuta molto negli ultimi anni e contestualmente lo è anche la stampa 3D, sebbene rappresenti solo una piccola parte del mercato. È infatti una tecnologia che diventa sempre più parte del processo produttivo, facilitando e velocizzando alcuni aspetti, ma senza sostituire altri tipi di tecnologie come la CNC.

In Italia, stiamo evolvendo da un contesto in cui la stampa 3D veniva impiegata quasi esclusivamente per la prototipazione, a un sempre maggior utilizzo per la realizzazione di prodotti finiti. Infatti, sebbene la prototipazione continui ad avere un ruolo molto importante, soprattutto per la stampa SLA, poiché permette di avere a disposizione un prototipo in giornata e a costi contenuti, l’ampio portfolio di materiali Formlabs, ognuno con caratteristiche specifiche, permette sempre più di stampare parti destinate all’uso finale. Le polveri di Nylon impiegate sulle stampanti SLS Fuse 1 e Fuse 1+ 30W, in particolare, hanno capacità meccaniche molto affini a quelle del nylon fatto con metodi tradizionali, che unite alla possibilità di stampare molti pezzi insieme con una sola stampa, permettono di andare in produzione.

A bloccare le aziende italiane è la richiesta del mercato, ancora bassa, per cui solo le aziende più lungimiranti investono nella stampa 3D, ma nei prossimi anni, grazie anche all’aumento dei costi dell’esternalizzazione della produzione in paesi lontani, il suo ruolo aumenterà sempre più.

A livello di progettazione, è radicata la mentalità di “progettare in additivo” o c’è ancora molta strada da fare?

Marco Zappia: Ci sono designer che continuano a progettare per la tecnologia sottrattiva, ragionando quindi con logiche pensate per altre tecnologie e ci sono altri designer che progettano già per additive. Nell’aerospace, ad esempio, quando si è scoperto la stampa in 3D in titanio svuotata, che permetteva di risparmiare sul costo del carburante per ogni viaggio in aereo, si è cominciato a stampare in 3D molti pezzi che prima venivano realizzati con altre tecnologie.

Ci può citare qualche case history particolarmente significativa?

Marco Zappia: Indastria, service di stampa 3D in provincia di Monza nel 2021, ha aggiunto alle macchine con tecnologia SLA, FDM e CNC anche la stampa con tecnologia SLS, scegliendo la stampante Formlabs Fuse 1, che gli permette di realizzare parti sinterizzate in Nylon PA12 pronte per l’uso finale. Prima di Fuse 1 la produzione delle parti che dovevano essere realizzate in SLS e avere determinate caratteristiche tecniche, veniva esternalizzata.

Ciò richiedeva tempi di realizzazioni di diversi giorni, se non settimane, mentre la soluzione Formlabs permette di consegnare il prodotto al cliente nell’arco di 24 ore. Fuse 1 ha inoltre aiutato Indastria a produrre prodotti di uso finale non soggetti a vincoli di forme e dimensioni, durevoli nel tempo, con una finitura molto precisa, e componenti che vengono impiegati nelle moto nel campionato di Moto 2 e stressati in gara.

Il team di IGESTEK, azienda spagnola con sede a Bilbao, leader nello sviluppo di prodotti automobilistici leggeri in plastica e materiali compositi, utilizza la stampa 3D dall’inizio alla fine del processo di sviluppo dei prodotti, dalla fase di progettazione concettuale per la verifica delle geometrie, fino alla fase di progettazione dettagliata per la realizzazione di prototipi funzionali. Inoltre, la stampa 3D viene impiegata per la creazione rapida di attrezzature, come inserti per stampi a iniezione in plastica o attrezzature per la termoformatura di materiali compositi.

Vital Auto è leader nello sviluppo di auto personalizzate, traendo vantaggio dalla libertà di design, dai tempi ridotti e dall’elevato volume di produzione grazie alla stampa 3D. Le parti interne delle auto vengono stampate usando la Form 3L per le dimensioni e la versatilità dei materiali, mentre le parti meccaniche strutturali con geometrie complesse vengono prodotte velocemente e impeccabilmente sulla Fuse 1.

Per permettere la formazione dei cardiochirurghi pediatrici di domani, l’equipe del Professor Vladimiro Vida, docente del Dipartimento di Scienze cardio-toraco-vascolari e Sanità pubblica dell’Università di Padova, ha deciso di adottare la stampa 3D, ideando e realizzando, con stampanti e materiali Formlabs, un simulatore portatile della gabbia toracica in cui il cuore è posizionato per simulare un intervento cardiochirurgico.

Quali sono tra le vostre macchine quelle più adatte a soddisfare le esigenze di un settore particolare, quello dei costruttori di stampi per lo stampaggio a iniezione?

Luca Valentino Colmi: La magia della stampa 3D SLA è che lavora con resine termoindurenti, ciò significa che non subiscono l’azione del calore come le termoplastiche. Ciò rende alcune resine particolarmente adatte a essere applicate dove c’è calore, per l’appunto stampistica, industria 3D e altre materie termoplastiche. Formlabs, in particolare, ha due resine, la High Temp e la Rigid 10K, che sono state usate con ottimi risultati per prototipare, e addirittura per la piccola produzione, di serie di oggetti stampati a iniezione con stampistica. A questo link è possibile scaricare un whitepaper sulla produzione rapida di attrezzature per lo stampaggio a iniezione.

L’azienda si sta inoltre spostando ora sul Blow Molding, lo “Stiro Soffiaggio”, con stampi ancora più grossi e serie ancora più elevate, anche 500-1000 pezzi, per contenitori plastici soffiati in stampo fatto in addittive.