Sfida

Ottieni rapidamente parti meccaniche complesse che resistono ai test per la convalida precoce delle parti.

Soluzione

La stampante Figure 4 Standalone e i materiali PRO-BLK 10 di 3D Systems consentono di accedere rapidamente a parti complesse e robuste.

Risultati

  • Tempo di convalida del design ridotto da tre settimane al giorno stesso
  • Il materiale a lunga durata PRO-BLK 10 può essere cucito direttamente sulle calzature per il collaudo
  • Possibilità di prevedere meglio le prestazioni delle parti finali tramite confronti continui tra i prototipi di Figure 4 e le parti di produzione

Che se ne renda conto o meno, oltre la metà dei ciclisti del Tour de France si affida al BOA® Fit System per macinare chilometri e chilometri durante il percorso. BOA è anche il filo conduttore che unisce indumenti da lavoro, supporti medicali e sport come il golf, lo snowboard e il trail running; in quanto tutti questi prodotti ad alte prestazioni per lavoratori e atleti integrano il sistema di vestibilità a tre componenti brevettato di BOA.

Il BOA Fit System è integrato nei prodotti di marchi leader di mercato in tutti i settori che collaborano con BOA per offrire ai propri consumatori le migliori prestazioni. Disponibili in una gamma di livelli di potenza progettati per adattarsi all’intensità dello sport e alla forza di chiusura necessaria per il prodotto, i sistemi di prestazioni BOA sono studiati per fornire una vestibilità rapida, senza sforzo e precisa.

A caccia di materiali funzionali per la stampa 3D

Uno dei componenti principali del BOA Fit System è la rotella. Le rotelle sono progettate per offrire tre diversi livelli di potenza a seconda della tensione dei lacci ottenuta mediante la guida a cui questi sono collegati. Il sistema comprende le rotelle per snowboard ad alta potenza dotate di riduzioni per aumentare la coppia che hanno decretato il successo di BOA nel 2001. Daniel Hipwood, ingegnere progettista senior presso BOA, si dedica alla progettazione meccanica di questi prodotti.

BOA utilizza la stampa 3D per i suoi prototipi ormai da diversi anni, ma Hipwood sostiene che trovare materiali in grado di soddisfare le prestazioni richieste dalle applicazioni di BOA non è stato affatto facile. I prodotti BOA sono di piccole dimensioni e le proprietà meccaniche sono di fondamentale importanza. Pertanto molti dei materiali per la stampa 3D sono in grado di supportare BOA solo in termini di verifica concettuale ed estetica.

“I materiali a nostra disposizione hanno rappresentato un notevole ostacolo”, afferma Hipwood, che spiega che le parti stampate da BOA tendevano a perdere efficacia e a non durare nel tempo. “Realizzavamo un concetto e tre giorni dopo, se la parte cadeva da una scrivania durante una riunione, si frantumava in mille pezzi. La vera sfida è stata ottenere prestazioni termoplastiche alle risoluzioni di cui avevamo bisogno e stampare in 3D parti in grado di funzionare nel nostro formato pur mantenendo tali proprietà”.

Anche se nel prossimo futuro il flusso di lavoro di BOA continuerà a includere piccoli lotti di parti di pre-produzione stampate a iniezione, l’azienda ha deciso di colmare il divario tra la durata delle parti stampate in 3D e le parti finali stampate a iniezione, in modo da poter progredire in termini di design, tempi di produzione e affidabilità prima di avviare il processo di gestione degli utensili. In seguito alle ricerche effettuate, BOA ha scoperto la tecnologia e i materiali Figure 4 di 3D Systems.

Parte stampata in 3D con Figure 4 sulla punta di un dito
Figure 4 offre prestazioni termoplastiche alle risoluzioni richieste da BOA.

Collaudo più efficace con Figure 4

Figure 4 è una tecnologia di produzione additiva basata sulla proiezione che si avvale di una membrana senza contatto per offrire precisione e straordinaria fedeltà dei dettagli, unitamente a velocità di stampa elevate. Grazie alla combinazione con i materiali ad alte prestazioni Figure 4 di 3D Systems, BOA è in grado di utilizzare Figure 4® Standalone per ottenere informazioni immediate sulle prestazioni di produzione delle parti e, invece di attendere le consuete tre settimane per ottenere le parti lavorate, l’azienda può ora valutare la fattibilità dei rispettivi design in un solo pomeriggio.

BOA utilizza diversi materiali Figure 4 di 3D Systems, con una particolare predilezione per Figure 4® PRO-BLK 10. A differenza di altri materiali additivi sperimentati da BOA in passato, questo materiale ad alta precisione e alte prestazioni presenta stabilità ambientale a lungo termine e proprietà termoplastiche; caratteristiche che si sono rivelate estremamente vantaggiose e rispondenti alla necessità di BOA di poter contare su un materiale in grado di fornire risoluzione e prestazioni pur mantenendo le rispettive proprietà. Il materiale è estremamente efficace per gli scopi dell’azienda, che continua a condurre test di correlazione tra le parti di produzione finale e le parti realizzate con Figure 4 per comprendere i requisiti prestazionali di soglia da soddisfare prima di passare alla produzione. “A volte si tratta di un rapporto uno a uno, il che significa che le parti offrono le stesse prestazioni di quelle stampate a iniezione”, afferma Hipwood.

Prototipo del BOA Fit System stampato con Figure 4 che viene cucito su una calzatura
BOA cuce le parti stampate con Figure 4 PRO-BLK 10 direttamente sulle calzature per il collaudo.

Nell’ambito dello sviluppo del prodotto, BOA preferisce realizzare prototipi validi da integrare nelle calzature fin dalle prime fasi del processo di progettazione, in modo che i collaudatori possano interagirvi fin da subito. Anche per i design che non arriveranno alla fase di produzione finale, applicare le rotelle alle calzature e sottoporle alle prove di usura aiuta BOA a raccogliere dati sul design e sulle prestazioni in modo da poter identificare cosa funziona e cosa no. Questo aspetto dei test richiede che le rotelle siano cucite direttamente sul tessuto senza fori stampati. Secondo Hipwood è già abbastanza difficile trovare plastiche convenzionali che possano essere cucite, figurarsi trovare un materiale polimerizzabile a raggi UV in grado di funzionare senza rotture. “Perforare la plastica con un ago crea un problema di solidità. C’è bisogno di un materiale che sia resistente, ma che mantenga comunque una rigidità sufficiente per soddisfare efficacemente gli altri suoi impieghi. La riduzione del numero di parti è fondamentale, in modo che il componente cucito possa svolgere altre importanti funzioni che richiedono un materiale plastico rigido”, dichiara Hipwood. Il fatto che Figure 4 PRO-BLK 10 possa essere utilizzato per questo tipo di prototipazione è stato di grande aiuto per BOA, poiché ci ha consentito di risparmiare tempo e denaro per iterare rapidamente i design e ottenere le massime prestazioni.

Oltre al suo Fit System, BOA è nota per la garanzia a vita: la garanzia BOA. La qualità dei prodotti è fondamentale e disporre di parti stampate funzionali aiuta Hipwood e il team di ingegneri di BOA a fornire nuovi prodotti innovativi con cicli di progettazione più rapidi e meno riprogettazione dei componenti dopo la creazione degli utensili. “Tutti si sforzano di ridurre e ottimizzare i propri prodotti, il che rende fondamentale identificare i punti deboli il prima possibile nel processo di progettazione per evitare di dover risolvere i problemi una volta che gli stampi sono già stati creati”.

Altri materiali utilizzati da BOA sono Figure 4® TOUGH-GRY 15, un robusto materiale per prototipi di colore grigio, e Figure 4® ELAST-BLK 10, un materiale per prototipi elastomerico. Oltre alle piccole parti meccaniche all’interno dei sistemi di allacciatura a rotella, BOA utilizza Figure 4 Standalone per stampare prove di fattibilità a livello estetico, supporti per l’uso finale e sovrastampi in gomma.

Prototipo del BOA Fit System stampato con la tecnologia Figure 4
BOA utilizza Figure 4 per ottenere informazioni immediate sulle prestazioni delle parti di produzione.

Una storia fatta di successi

Secondo Hipwood, la decisione di BOA di investire nella tecnologia di 3D Systems si è basata principalmente su due fattori. Il primo è l’esperienza positiva di BOA in seguito agli incontri con il team di 3D Systems e il livello di supporto e competenza dimostrato dall’azienda. Il secondo fattore è la lunga esperienza di 3D Systems nel settore. In qualità di pioniere della stampa 3D con un portafoglio consolidato e robusto, 3D Systems rappresentava per BOA una garanzia in termini di longevità dell’investimento. “Le altre opzioni che abbiamo valutato trasmettevano l’idea di soluzioni in versione alfa o beta; non sufficientemente collaudate”, spiega Hipwood. Ciò che ha realmente distinto 3D Systems dalla concorrenza è stata la chiara attenzione all’innovazione e all’avanzamento della produzione additiva.

BOA è molto soddisfatta della propria decisione di adottare Figure 4. “Qui in azienda abbiamo diverse persone che avrebbero molto da dire su come la stampante sta contribuendo alla convalida del loro lavoro”, dice Hipwood.