Entrevista con expertos:una mirada a las impresoras 3D SLA ultrarrápidas de grado industrial de Nexa3D

Cuando se trata de impresión 3D industrial, la velocidad y la precisión de las piezas son fundamentales. A medida que la tasa de adopción de la impresión 3D continúa aumentando en todas las industrias, los fabricantes de impresoras 3D se esfuerzan continuamente por mejorar los tiempos de impresión de sus máquinas y la calidad de las piezas producidas.

Una de esas empresas es Nexa3D , fabricante de impresoras SLA industriales de grado de producción.

La empresa con sede en California ha desarrollado su propia tecnología patentada, LSPc, abreviatura de fotopolimerización de subcapa de lubricante. A través de su tecnología LSPc, Nexa3D promete velocidades de impresión más rápidas y mayores niveles de precisión que cualquier otro sistema SLA industrial del mercado.

En particular, Nexa3D, que presentó su NXE400 de gran formato en CES 2019, dice que su tecnología puede ayudar a reducir significativamente los tiempos de producción de prototipos y piezas funcionales, al tiempo que mantiene los niveles de tolerancia, repetibilidad y calidad del moldeo por inyección. .

Hablamos con el Director de Producto de Nexa3D, Izhar Medallasy, para conocer más sobre su tecnología, las oportunidades de mercado para la impresión 3D y lo que depara el futuro para la industria.

¿Podría hablarme sobre Nexa3D y el problema que está abordando?

Nexa3D se enfrenta a tres desafíos:velocidad, escala y economía.

Nos dimos cuenta desde el principio de que todavía existe una necesidad insatisfecha en el mercado de impresoras 3D profesionales rápidas y a gran escala. Nuestro objetivo es reducir el tiempo de impresión de días u horas a solo minutos.

Por eso, hemos desarrollado nuestra propia tecnología, LSPc, con una máquina que es 2,5 veces más grande que cualquier otra impresora disponible en el mercado y seis veces más rápida que cualquier otra impresora de su clase. Eso, junto con su precio, la convierte en una impresora muy atractiva para el mercado profesional.

Tenemos una plataforma de construcción que puede llenar decenas y cientos de piezas e imprimirlas en minutos. Esto significa que no solo estamos interrumpiendo la industria de la impresión 3D, sino que también estamos interrumpiendo la industria tradicional del moldeo por inyección, ya que nuestras velocidades y tolerancias están en el estándar del moldeo por inyección.

Como ha mencionado, Nexa3D ha desarrollado su propia tecnología LSPc patentada. ¿Podría explicarnos cómo funciona la tecnología?

Definitivamente.

LSPc significa fotopolimerización de subcapa de lubricante. Nuestra máquina tiene una membrana autolubricada que resuelve el problema de la impresión rápida desde algunos ángulos diferentes.

Cuando imprime una pieza con SLA, uno de los factores limitantes son las fuerzas de delaminación durante la impresión.

Como sabes, la impresión 3D funciona agregando material capa por capa. Con SLA, el espesor de la capa puede variar entre 25 micrones y 200 micrones.

Una vez que las capas se agregan a la pieza durante el proceso de impresión, tienden a ser muy frágiles y sensibles a las fuerzas de pelado. De ahí que las empresas a menudo se vean obligadas a imprimir muy lentamente, para no poner en peligro la estructura de impresión durante el proceso de impresión.

Lo que hace nuestra membrana autolubricada es eliminar las fuerzas entre la pieza que se imprime, que está en estado verde, y el área de construcción.

La resina, que es un material viscoso, necesita moverse al área impresa para poder imprimir la siguiente capa.

La membrana flexible significa que podemos abordar el problema de la reposición de resina, que es irresoluble con otras técnicas. Esto se debe a que la membrana, gracias a su flexibilidad, ayuda a propagar la resina a todas las áreas de la plataforma de impresión, lo que nos permite imprimir más rápido que cualquier otra máquina.

Estos son los dos problemas clave que abordamos durante el proceso de impresión.

¿Cómo puede su tecnología garantizar tanto la velocidad como la precisión?

Lo que hemos desarrollado además de LSPc es una métrica de luz estructurada:un motor de luz, por así decirlo. Nuestro motor de luz es único porque utiliza una métrica de luz en lugar de un proyector DLP como las técnicas tradicionales.

Uno de los inconvenientes de DLP es que está lidiando con aberraciones del sistema óptico en los bordes de su plataforma de compilación. Esto se debe a que tiene una lente central que debe cubrir un área relativamente grande.

Tomamos la tecnología LCD y desarrollamos una estructura única de LED y sistemas de guía óptica que permiten la uniformidad de la luz en todo el área de construcción. Esta uniformidad de luz junto con la uniformidad de detalle (el tamaño de píxel de la pantalla LCD es el mismo en todos los puntos) son los mayores diferenciadores entre LCD y DLP.

Por lo tanto, no solo podemos ofrecer una luz precisa en toda la estructura. placa, pero también podemos abordar la uniformidad en toda la placa de construcción, garantizando un alto nivel de precisión y tolerancias, parte a parte e impresión a impresión.

¿Por qué decidió centrarse en el SLA?

Vimos una brecha en las capacidades actuales de la tecnología y una demanda en el mercado para llenar esta brecha.

Por un lado, tiene las tecnologías tradicionales de SLA basadas en láser. Estos son el estándar de oro en términos de resolución, precisión, etc. Sin embargo, el tiempo de impresión es extremadamente largo.

Por otro lado, hay empresas que afirman que pueden imprimir rápido, pero les falta el rendimiento de impresión y los largos tiempos de posprocesamiento.

Debido a esto, existe una gran demanda en el mercado de impresoras rápidas. Vemos que el mercado está acondicionado y listo, y podemos abordar esta necesidad muy rápidamente con nuestra tecnología LSPc.

¿Qué industrias o aplicaciones se beneficiarían más de su tecnología?

Un gran número de industrias se beneficiarían de poder imprimir objetos sólidos a altas velocidades.

Una aplicación obvia, por supuesto, es la creación rápida de prototipos. En lugar de producir iteraciones de diseño semanalmente, si usa tecnologías tradicionales, o en días u horas, si usa tecnologías de impresión 3D actuales, ahora puede iterar por minuto. Esto significa que puede pasar por varias iteraciones de diseño en un día, acelerar el desarrollo de productos y tomar decisiones mucho más rápido de lo que estamos acostumbrados actualmente.

En términos de industrias específicas, la automoción es clave. Contamos con un socio estratégico, Techniplas, que es un proveedor de nivel 1 para la industria automotriz. Como socios de su programa de innovación abierta, podemos servir a la industria automotriz y sus aplicaciones de la vida real, desde la creación de prototipos hasta la fabricación de piezas reales.

¿Por qué la industria automotriz es un foco clave para Nexa 3D?

La industria automotriz tiene varias necesidades que hacen de la impresión 3D una herramienta ideal.

La primera es la reducción de peso. La impresión 3D, a través de la optimización topológica y el diseño generativo, puede imprimir piezas que no se pueden fabricar con tecnologías tradicionales.

Podemos tomar piezas fabricadas con moldeo por inyección y fundición a presión, por ejemplo, y optimizarlas para reducir significativamente el peso de una pieza.

El otro es el volumen de producción. Cuando un fabricante de automóviles quiere producir volúmenes de cientos de miles, hacer moldes para cada pieza es muy caro. La impresión 3D le permite usar una técnica para servir múltiples partes muy rápidamente e iterar entre diferentes partes sobre la marcha.

¿Cómo cree que evolucionará la fabricación aditiva en los próximos cinco años?

Primero, creo que está claro que la demanda de velocidad dictará muchas de las tendencias.

La gente comprende las capacidades de la tecnología y muchas grandes empresas han hecho el trabajo de capacitar y acondicionar el mercado.

Si tomamos la impresión 3D en el mercado dental como ejemplo, actualmente estamos viendo una tasa de adopción del 5-8%. Pero durante los próximos cinco años, las cifras predicen una adopción del 80%.

El calzado es otro ejemplo, donde existe una creciente necesidad de impresión 3D. El sector desea integrar la tecnología en procesos más amplios y hacerla más accesible. Así que creo que a medida que evolucionen los materiales y las capacidades, también veremos una mayor adopción aquí.

Y apenas estamos comenzando a rascar la superficie con la industria automotriz. A medida que mejoren la velocidad y los materiales, veremos un gran cambio en el proceso de diseño y la introducción de nuevos modelos en el mercado. De hecho, el mercado exigirá iteraciones de diseño más rápidas para los nuevos modelos porque la tecnología será capaz de hacerlo.

También estamos viendo la integración entre la impresión 3D y otras tecnologías disruptivas como la inteligencia artificial y la realidad virtual. Estas tecnologías, combinadas con la impresión 3D, reducirán significativamente los tiempos de producción.

A medida que el mercado reconoce los beneficios de la impresión 3D, creo que la tasa de adopción más amplia aumentará exponencialmente. En última instancia, buscamos interrumpir las técnicas de fabricación tradicionales, y estamos hablando de billones de dólares en negocios que se convertirán en inmediatamente direccionables a la impresión 3D.

¿Cómo aconsejaría a una empresa que desea adoptar la impresión 3D pero no sabe por dónde empezar?

Ese es uno de los desafíos que vemos repetidamente, y una de las cosas en las que estamos realmente enfocados es en llevar la tecnología a una audiencia más amplia.

Las pequeñas y medianas empresas entienden que la revolución de la Industria 4.0 se acerca, pero es difícil para ellas adoptarla, ya sea porque no tienen el grupo de talentos interno o porque no tienen los fondos. para desarrollar un conjunto completo de capacidades.

Mi sugerencia para estas empresas es que primero comprendan exactamente cuáles son sus necesidades. Comprenda que la impresión 3D le brinda la capacidad de llevar sus capacidades de diseño y fabricación al siguiente nivel.

Dicho esto, también es importante comprender las limitaciones de la impresión 3D y que adoptar la tecnología no es un enfoque de todo o nada. Pregúntese, ¿cómo puede la impresión 3D complementar mis métodos existentes y mejorarlos?

Por ejemplo, si actualmente está limitado en su proceso de iteración de diseño al trabajar con un proveedor remoto que tarda semanas en devolver sus diseños, intente invertir en una impresora 3D, colóquela en su entorno y compare el tiempo que lleva completar el mismo proceso. Esto también lo ayudará a comprender cómo se puede integrar en sus procesos más amplios.

Nexa3D presentó su máquina NXE400 en CES 2019. ¿Podría explicar las especificaciones clave de la máquina?

NEXE400 es nuestra impresora de primera línea.

Tiene un volumen de impresión de 16L, un área de construcción de 270 mm x 165 mm y las tolerancias de moldeo por inyección. Cuando combina eso con una velocidad de hasta 1 centímetro por minuto, ahora puede imprimir muchas partes muy rápidamente.

Además de eso, la interfaz de usuario frontal le permite controlar la impresión y la vida útil de la membrana. Dado que la máquina está diseñada para imprimir piezas grandes, la función de reposición de resina es importante; no queremos que el usuario tenga que agregar resina durante la impresión. Podemos almacenar resina en la máquina y administrar los niveles de resina durante la impresión.

También nos estamos dando cuenta de que automatizar el proceso es importante, por eso hemos diseñado todo de alguna manera. que nos permite agilizar el proceso. Tenemos un sistema de lavado y curado configurado para la automatización, por ejemplo. Nuestra placa de construcción está diseñada para que un brazo robótico pueda llevar la placa de construcción desde la impresora a la estación de lavado y curado, automatizando todo el proceso de fabricación y creación de prototipos.

Nuestro software utiliza tecnología voxel para orientar las piezas y agregar soportes de una manera inteligente, utilizando los algoritmos de aprendizaje que hemos desarrollado. Lo interesante de la tecnología de vóxeles es que ahora podemos observar las propiedades físicas de la pieza y tomar decisiones sobre cómo orientar la pieza y agregar soportes basados ​​no solo en el aspecto de la pieza, sino también en sus propiedades físicas. Es un enfoque único del proceso de impresión.

Por último, también estamos desarrollando nuestros propios materiales patentados. Disponemos de materiales orientados a aplicaciones de alta velocidad, ingeniería y exigentes. Nuestra asociación con BEGO, un fabricante dental líder, ha sido fundamental en esto. Tienen resinas aprobadas por la FDA que, en combinación con nuestra resolución y velocidades de impresión, pueden imprimir piezas dentales con tolerancias y velocidades actualmente inauditas.

¿Qué le depara el futuro a Nexa 3D?

Estamos buscando tiempos de impresión más rápidos; actualmente somos 40 veces más rápidos que la impresión 3D tradicional y queremos mejorar esto aún más. Y dado que hay aplicaciones que requieren áreas de construcción aún más grandes, buscamos aumentar el tamaño de impresión y el volumen de nuestras máquinas.

También estamos enfocados en producir nuevos materiales flexibles y similares al ABS, así como materiales que pueden brindarle una mayor resistencia a los rayos UV y a la temperatura.

Una de las cosas interesantes que hemos notado es la creencia común de que es necesario ser un experto en impresión 3D para utilizar una impresora 3D. Estamos tratando de romper este paradigma mediante el uso de herramientas inteligentes en nuestro software que le permitirán usarlo con solo hacer clic en un botón.

Estamos enfocados en desarrollar nuevos algoritmos para nuestro software que hacer que la impresión 3D sea lo más transparente y fácil de usar posible para nuestros clientes.

La analogía que usamos a menudo es "CTRL + P". En última instancia, nos gustaría tener la impresión 3D como un sistema en el que todo lo que tiene que hacer es cargar un archivo y la máquina se encarga del resto por usted.

Finalmente, planeamos comenzar nuestros programas de acceso temprano a finales de este año y comenzar a enviar nuestras máquinas en la segunda mitad de 2019.

¿Alguna idea final?

Creo que el futuro es muy emocionante para la impresión 3D.

Es fantástico que haya muchas empresas que generan mucho interés y demanda en la industria, además de educar al mercado sobre lo que puede hacer la tecnología. En Nexa3D, estamos seguros de que seremos capaces de ofrecer la próxima evolución de la impresión 3D con una tecnología que revolucionará la industria.

Acerca de las medallas de Izhar

El Dr. Izhar D. Medallasy es Director de Producto de Nexa3D, un fabricante de impresoras 3D ultrarrápidas de grado industrial. Izhar es un líder experimentado en tecnología y gestión de productos con amplios conocimientos y experiencia en ciencia óptica y de materiales.

Antes de NEXA3D, Izhar se desempeñó como Director de Desarrollo Comercial y Gestión de Productos en Wyatt Technology, el líder mundial en luz. tecnología de dispersión.

Izhar tiene un doctorado en Química Física de la Universidad Hebrea de Jerusalén seguido de un período de investigación posdoctoral en biofísica en ETH Zurich, Suiza.

Para obtener más información sobre Nexa3D, visite: https://nexa3d.com