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Produzione additiva (AM) per la microlavorazione

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AM è una tecnologia chiave che consente di ottenere cicli di vita del prodotto più brevi e una personalizzazione di massa a livello micro.

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Nanofabrica ha sviluppato una piattaforma di produzione additiva con risoluzione a livello di micron (AM), fornendo una soluzione personalizzata end-to-end per i produttori che richiedono livelli di risoluzione e finitura superficiale a livello di micron e sub-micron.

Ad oggi, i principali sviluppatori di piattaforme AM lottano per ottenere una risoluzione inferiore a 50 micron, e le poche aziende che hanno cercato di fornire una soluzione AM di micro-produzione sono estremamente costose, estremamente lente o possono stampare solo parti di dimensioni molto limitate.

Nanofabrica ha individuato una serie di applicazioni nel campo dell'ottica, semiconduttori, microelettronica, MEMS, microfluidica e scienze della vita, ideali per la micro-produzione AM. Prodotti come involucro per microelettronica, micro molle, microattuatori e microsensori, e numerose applicazioni mediche come microvalvole, microsiringhe e dispositivi microimpiantabili o chirurgici.

Come funziona il processo

Il primo passo avanti della tecnologia Nanofabrica permette un'alta precisione ad un costo necessario per la produzione industriale. Il processo AM di Nanofabrica si basa su una tecnologia ben nota nel mondo AM - un motore DLP (Digital Light Processor) - ma per ottenere livelli di risoluzione ripetibili in micron combina DLP con l'uso di ottiche adattive. Questo strumento, in combinazione con una serie di sensori, consente di ottenere un anello di retroazione chiuso, l'elemento centrale che consente al prodotto Nanofabrica di raggiungere un'altissima precisione pur rimanendo una soluzione produttiva economicamente vantaggiosa. Dove tutti gli altri sviluppatori di piattaforme AM in questo spazio raggiungono la precisione attraverso un grande hardware, Nanofabrica affronta questo problema con un software in cui le soluzioni sono più facili, più robuste e meno costose. Un altro aspetto della piattaforma AM di Nanofabrica è la capacità di raggiungere una risoluzione in micron su parti di dimensioni superiori al centimetro. A tal fine sono state combinate diverse tecnologie.

In particolare, l'azienda ha adottato l'uso innovativo dell'ottica adattiva e ha migliorato questa unità di imaging con la tecnologia e il know-how utilizzati nell'industria dei semiconduttori. Lavorando all'intersezione di semiconduttori e AM, Nanofabrica è in grado di costruire macro parti di grandi dimensioni con micro dettagli complessi. Può anche farlo in modo rapido, introducendo una strategia multirisoluzione; le parti in cui sono richiesti dettagli fini vengono stampate relativamente lentamente, ma nelle aree in cui i dettagli non sono così esigenti, il pezzo viene stampato a velocità da 10x a 100x più veloce, rendendo l'intera velocità di stampa da 5x a 100x più veloce di altre piattaforme micro AM.

Inoltre, per gli OEM che richiedono parti di piccole dimensioni, migliaia di parti possono essere stampate in un'unica costruzione sulla piattaforma Nanofabrica, rendendola una vera e propria tecnologia di produzione di massa per i produttori di micro-prodotti o componenti.

La capacità di multirisoluzione è possibile grazie all'hardware che consente di trovare un compromesso tra velocità e risoluzione e algoritmi software che preparano il pezzo e il percorso di stampa definendolo e sezionandolo in aree a bassa e alta risoluzione, che vengono inserite nel percorso della stampante e nei parametri della macchina. Non ci sono solo due risoluzioni, ma uno spettro di risoluzioni che permettono di ottimizzare la velocità mantenendo risultati soddisfacenti su tutto il pezzo.

La famiglia di algoritmi finali si concentra sulla preparazione dei file, ottimizzando parametri come la piastra di costruzione dell'angolo di stampa, supporti, ecc. che garantiscono un processo di stampa preciso, ottimizzato e affidabile.

Nanofabrica ha anche sviluppato i propri materiali proprietari (basati sui polimeri industriali più comunemente usati) che consentono una risoluzione ultraelevata nelle parti costruite, cosa significa questo per i produttori?

La tecnologia AM di Nanofabrica introduce l'AM in nuovi mercati e consente nuove applicazioni, specialmente per i produttori che richiedono precisione e risoluzione a livello di micron e sub-micron. Poiché AM è relativamente agnostico alla complessità della parte, è possibile progettare e produrre geometrie uniche e la tecnologia Nanofabrica è diventata una tecnologia abilitante.

AM non richiede inoltre costi di installazione. Le attrezzature necessarie per i processi produttivi tradizionali non solo hanno un impatto negativo sul time to market, ma rendono tali processi antieconomici anche per le piccole e medie serie di produzione. Per le tecnologie AM, le piccole e medie tirature sono economicamente vantaggiose e oggi rappresentano il punto di forza della tecnologia.

Aggiungete al mix che AM consente la personalizzazione di massa, la personalizzazione e la possibilità di utilizzare la stessa piattaforma di produzione per prototipazione, piccoli lotti e produzione di massa, e si comincia a vedere la miriade di possibilità che ora esistono per i micro produttori. Soluzioni personalizzate

Mentre i progettisti e i produttori valutano le possibilità che esistono per l'uso di AM per sostituire o, più probabilmente, affiancare i processi produttivi tradizionali, ci deve essere un cambiamento quantico nel modo in cui affrontano l'intero processo di progettazione a quello di produzione.

Questo inizia con la rivalutazione del design del prodotto, e il tema del design per la fabbricazione additiva (DfAM) è diventato oggi un'area fertile di discussione e dibattito.

Mentre gli utenti AM stanno iniziando a trarre vantaggio dal DfAM per le piattaforme AM macro, non si capisce quasi mai il problema del DfAM quando si utilizza l'AM per le applicazioni micro. Affrontando questo aspetto, Nanofabrica promuove un rapporto di collaborazione con i propri clienti per individuare le opportunità ed evitare le trappole che esistono quando si adotta - o si pensa di adottare - AM per scopi produttivi nell'ambito della micro-produzione.

Esistendo all'interfaccia di AM per la produzione e la spinta industriale verso la miniaturizzazione, la tecnologia micro AM di Nanofabrica solleva il coperchio per progettisti e produttori nella loro ricerca di abbracciare il vantaggio intrinseco di AM, e finalmente di essere in grado di sfruttare la capacità che esiste con AM di costruire parti complesse in piccoli, medi ed alti volumi in modo tempestivo ed economico

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