Ossila rende l'assemblaggio 5 volte più veloce grazie alla stampa 3D

Lo spettrometro USB di Ossila ha un aspetto simile a qualsiasi altro: una piccola scatola nera, comunemente presente nei laboratori di ricerca di tutto il Paese, con applicazioni in ogni campo, dalla fisica alla biologia. E come tutti gli altri, condivide gli stessi requisiti.

"Una delle nostre specifiche è che la scatola deve essere molto leggera. Deve essere una stampa molto densa, essenzialmente", spiega il dottor David Coles, ricercatore e sviluppatore di prodotti di Ossila. "Il rivelatore all'interno è così sensibile che anche la più piccola quantità di luce - qualche fotone che si insinua attraverso il coperchio o in qualsiasi altro punto - rovinerà completamente il sistema".

Tradizionalmente, il metodo consiste nel modellare con uno stampo o fresare una scatola, quindi posizionare e allineare ogni elemento ottico a mano. Tuttavia, per un'azienda snella come Ossila, questo è tanto costoso quanto dispendioso in termini di tempo. Il team voleva una soluzione diversa e si è rivolto alla stampa 3D di Materialise.

"Da un punto di vista commerciale, il costo è una forte motivazione per la scelta della stampa 3D, ma è solo una parte dell'attrattiva", afferma il Dr. Coles. "Ci permette di essere più avventurosi nei nostri progetti, di renderli più complicati, facilitando l'assemblaggio. Possiamo fare cose che non sarebbero possibili con le lavorazioni tradizionali".

Naturalmente, il team di Ossila non ha raggiunto questo stadio da un giorno all'altro. Lo spettrometro ha attraversato diverse fasi di sviluppo, compreso un modello originale progettato per due tecnologie molto diverse.

"I nostri progetti originali sono stati realizzati in modo da poter essere lavorati anche con macchine CNC, nel caso in cui la stampa 3D non avesse funzionato. Fortunatamente, le regole di progettazione della CNC sono molto simili a quelle della FDM, quindi abbiamo potuto stampare i nostri prototipi internamente", ci racconta David.

"Ma non appena abbiamo ottenuto i primi prototipi stampati correttamente, l'intera direzione è cambiata: ci siamo resi conto che è molto meglio, molto più facile, quindi abbiamo abbandonato il requisito della fresabilità e ci siamo concentrati completamente su un design specifico per la stampa 3D".

Parte di questo cambiamento nella progettazione è stato il passaggio da FDM a Multi Jet Fusion, con PA 12 visto come il materiale ideale. Questa particolare combinazione offre la tradizionale libertà di progettazione associata alla stampa 3D, un allineamento preciso a livello nanometrico e la densità richiesta da Ossila per impedire alla luce di entrare. Anche il colore, naturalmente scuro, aiuta a ridurre al minimo la luce dispersa che rimbalza all'interno della scatola.

E così come questa combinazione si è rivelata perfetta per lo spettrometro, la convenienza di lavorare con Materialise è stata ideale per Ossila nel suo complesso: una produzione snella resa semplice.

"Semplifica la vita al team di produzione. Quando ordiniamo, in genere abbiamo bisogno che le cose arrivino abbastanza velocemente. Materialise raggiunge l'equilibrio perfetto tra tolleranze strette e tempi di consegna rapidi".

La costruzione è semplice e si compone di sole tre parti: la scatola principale, che contiene tutti gli elementi ottici, un secondo pezzo che si avvita sul fondo della scatola principale e un coperchio che chiude l'assieme. Con le tecniche di produzione tradizionali, questo numero sarebbe probabilmente raddoppiato, se non di più.

"Ogni elemento ottico avrebbe bisogno di un proprio supporto, che dovremmo produrre e allineare separatamente. Quindi non è solo il numero di componenti ad essere diminuito, ma anche la facilità di produzione. Non abbiamo bisogno di complicate maschere di allineamento o di attrezzature speciali. Possiamo semplicemente inserire i componenti nel progetto e tutto è preallineato con le tolleranze necessarie".

È comprensibile che questa facilità di assemblaggio sia molto vantaggiosa.

"Oggi possiamo costruire uno di questi sistemi in meno di mezz'ora", afferma il dottor Coles. "È almeno quattro o cinque volte più veloce che se dovessimo allineare ogni elemento ottico individualmente".

Durante tutto il processo, la competenza e l'esperienza di Materialise si sono rivelate fondamentali per il Dr. Coles. La qualità e la consistenza della stampa sono state finora impossibili da eguagliare per altri.

"Abbiamo provato altri produttori nel corso del tempo, ma sembra che nessuno sia in grado di ottenere le giuste tolleranze o la densità che voi fornite. Valutiamo continuamente il processo ogni volta che esce una nuova tecnologia, ma non abbiamo trovato nulla che funzioni altrettanto bene di ciò che otteniamo da Materialise. Non so cosa stiate facendo, ma per noi funziona!".

Sapere quando e dove scegliere la stampa 3D è un'abilità importante per qualsiasi azienda, e per Ossila non è diverso. Per il Dr. Coles e il suo team, la scala, il prezzo e le prestazioni sono i fattori principali, ma si può dire che sono entusiasti di tutto ciò che la tecnologia ha da offrire.

"Ci rendiamo conto che, se analizziamo i requisiti dei nostri prodotti, non c'è molto che non si possa stampare in 3D. La tecnologia si sta muovendo così velocemente che è solo questione di tempo prima che diventi il metodo di produzione principale per la produzione su piccola scala.

"La qualità è così buona che è assolutamente perfetta per la produzione. Ciò significa che il prototipo finale è la prima versione; non c'è più bisogno di mettere a punto le tolleranze o di passare attraverso un secondo processo di progettazione con un altro specialista. Possiamo andare dritti al sodo".

Lo spettrometro USB di Ossila e altri strumenti sono ora disponibili sul sito ufficiale.