Il professor Neil Hopkinson e la prossima stampante 3D HSS di Xaar

INTERVISTA AL PROFESSOR NEIL HOPKINSON E L’INVENZIONE DELLA STAMPA 3D DI SINTERIZZAZIONE AD ALTA VELOCITÀ HSS

La sinterizzazione ad alta velocità (HSS) è un metodo di produzione di stampa 3D di uso finale da 20 anni. Il professor Neil Hopkinson ha inventato e brevettato la tecnologia presso la Loughborough University  e, lavorando con Xaar, ha scelto di fare il passo verso la commercializzazione nel 2005.

Recentemente, al 3D Technology Day della società a Nottingham, Neil, che ora è il direttore della stampa 3D presso Xaar, ha guidato un tour personale dello stabilimento di sviluppo e dimostrazione della produzione additiva dell’azienda.

Per un’anteprima della prossima stampante 3D HSS di Xaar, progetto denominato “Little Blue”, diretto a partner selezionati alla fine del 2018.

La stampa 3D HSS è  un’idea nata da Neil che studiava per il suo dottorato di ricerca. Il progetto, finanziato da 3D Systems, ha esaminato la fattibilità degli stampi stampati SLA 3D per l’uso nello stampaggio a iniezione. Ovviamente, Neil ha gradualmente identificato le possibilità di combinare i due processi, eliminando l’intermediario che creava stampi e accelerando la prototipazione rapida di un processo di utilizzo finale.

La tecnologia al centro dello sviluppo di HSS è la sinterizzazione laser. L’analogia che Neil dà a quel processo di usare un laser per sinterizzare la polvere “è quasi come usare una biro per colorare un muro. Non è un percorso efficace per farlo. “Aggiunge,

“COME POSSIAMO TROVARE UN MODO PIÙ EFFICACE, VELOCE ED ECONOMICO PER CONVERTIRE QUESTA POLVERE IN SINTERIZZAZIONE LASER IN UNA PARTE. E QUESTA È LA RISPOSTA – PER ESTRARRE IL LASER. ”

Le testine di stampa nel processo HSS posano un inchiostro assorbibile all’infrarosso sul letto di polvere. Quando il letto viene irradiato, l’inchiostro assorbe l’energia dalla lampada a infrarossi e scioglie le particelle sottostanti.

Spiegando la sintesi di questo processo, Neil dice: “Ho ottenuto un po ‘di polvere per sinterizzazione laser, due piccoli grumi, uno è stato mescolato con nero carbone e uno no. Li ho riscaldati con una lampada. Quello (con carbon black) lo ha fatto, e quello (senza) no, e ho pensato – questo funzionerà “.

Per realizzare le sue idee, Neil aveva bisogno di una testina di stampa inkjet in grado di resistere alle alte temperature necessarie per fondere le polveri polimeriche. Dopo aver discusso con un certo numero di produttori di testine di stampa, è stato Xaar a ottenere il supporto necessario per testare le testine di stampa e, dopo aver inizialmente compensato il raffreddamento e letteralmente “friggere” la testa, ha funzionato.

Lavorando per commercializzare la tecnologia, Xaar ha aperto le licenze del processo HSS. Ciò ha consentito ad altre società, come voxeljet, di sviluppare le proprie varianti.

La stampante 3D HSS “Little Blue” di Xaar è in fase di sviluppo alpha. L’attuale volume di costruzione ha le dimensioni di un tipico mattone di casa. Come una dimostrazione di dimensioni 10 palmari (ognuna di circa 4 in lungo, 1,5 pollici di larghezza e 0,5 pollici di profondità) le ossa di pesce articolate sono state stampate in 3D.

Per un lavoro di queste dimensioni e complessità, Little Blue impiega circa 2 ore per completare la stampa.

Al fine di mantenere queste prestazioni, la camera di costruzione è soggetta a una stabilità termica precisa sull’intera piastra di costruzione, che rappresenta la principale sfida per il potenziamento del processo HSS.

Con lo sviluppo, HSS è destinato a essere più veloce della concorrenza. Velocità e la scala del sistema è uno degli obiettivi chiave di R & S della squadra gemella di Xaar a Copenaghen.

“Con il nostro team di Copenhagen, è abbastanza ovvio che li abbiamo portati a costruire attrezzature”, spiega Neil. “Non possiamo fornire dettagli specifici di quell’attrezzatura, in termini di dimensioni del letto e così via, ma come sistema industriale sarà un letto più grande di questo, e funzionerà più velocemente.” In una figura retorica aggiunge,

“QUESTO CI CONSENTIRÀ DI COSTRUIRE UN NUMERO MOLTO MAGGIORE DI PEZZI, IN UN TEMPO MINORE”.
Come tecnologia con solide basi 2D, molte persone del settore ritengono che la tecnologia a getto d’inchiostro sarà il futuro della stampa 3D. Desideroso di sfruttare al meglio questa opportunità, in un secondo segmento di attività, Xaar sta anche indirizzando i suoi sforzi per fornire testine di stampa 3D inkjet agli OEM internazionali.

Inoltre, Xaar ha lavorato con produttori di materiali, tra cui BASF, e altre parti interessate per testare le capacità dei loro componenti.

 

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