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Case study sui prodotti commerciali

Creare maggiori opportunità con la stampa 3D

I produttori commerciali necessitano di flessibilità per realizzare grandi prodotti in piccoli, medi e grandi volumi. Spesso, le soluzioni digitali per la produzione sono ciò che fa la differenza quando si tratta di rinunciare a un potenziale business o rispondere a esigenze di nicchia mantenendo costi ridotti.

Le macchine Fortus di Thogus

Fondata nel 1950 da Jack Thompson, con il nome di Master Mold & Die, Thogus Products (Thogus) è un'azienda di produzione con 61 anni di esperienza e ben radicata nello stampaggio a iniezione. Nel 1997, il 56% delle vendite fu realizzato nel settore auto. Dici anni dopo, sentendo la pressione di un'economia debole e riconoscendo la minaccia di una diversificazione limitata, Thogus decise di cercare nuove fonti di reddito.

Incontro con Stratasys

Prima di diventare presidente di Thogus in 2008, Matt Hlavin, nipote di Jack Thompson, ha seguito Stratasys, realizzatore di macchine di produzione additiva per prototipi e parti in plastica, per quasi dieci anni. Interessato dalle capacità di sviluppo dei prodotti della tecnologia Stratasys, Hlavin ha trovato la sua soluzione e una direzione per Thogus. Hlavin ha deciso di concentrare l'attenzione di Thogus su due elementi diversi, lo stampaggio di piccoli volumi e i materiali altamente tecnici, utilizzando i sistemi FDM (Fused Deposition Modeling) di Stratasys. Il passaggio alla produzione di piccoli volumi ha consentito a Thogus di competere con laboratori di produzione ad alto costo grazie al suo nuovo e snello processo di produzione. “Una delle mie decisioni più importanti in veste di presidente è stato l'acquisto di due macchine Fortus 400mc per supportare lo sviluppo del prodotto e fornire un valore maggiore ai nostri clienti”, ha ricordato Hlavin. “La tecnologia Stratasys utilizza gli stessi materiali termoplastici che usiamo noi nello stampaggio a iniezione. Possiamo produrre parti di prodotto in piccoli volumi in attesa che la domanda dei clienti sia tale da giustificare un impegno maggiore nella produzione, che equivale anche a un notevole impegno economico.”

piastra di montaggio del braccio

Prima ancora di possedere il primo sistema di produzione 3D Fortus internamente, la visione di Hlavin era già stata convalidata da Stratasys: “Abbiamo ordinato una macchina FDM e Stratasys ha accettato di realizzare per noi delle parti in attesa che arrivasse la macchina. Uno dei nostri clienti aveva bisogno di una parte per il progetto di un cliente, ma la parte non poteva essere realizzata come da progetto. Quindi, i nostri ingegneri l'hanno riprogettata. Successivamente abbiamo realizzato la parte originale e la parte riprogettata e le abbiamo presentate entrambe al cliente. Sono rimasti senza parole. Quando i clienti dei nostri clienti sono arrivati la settimana successiva, i nostri clienti sono stati in grado di concludere l'accordo. Ciò ha significato per noi un programma da 600.000 dollari. Prima ancora di entrare in possesso della macchina, con l'aiuto di Stratasys, abbiamo concluso un programma che ci ha permesso di ripagare la nostra prima macchina”.

Con la rapida realizzazione del ritorno sull'investimento iniziale relativo a due macchine Stratasys, Hlavin ha proseguito investendo qualche altro milione di dollari in tecnologia avanzate, apparecchiature e automazione, tra cui due stampanti 3D Dimension SST 1200es, una macchina per finitura e un sistema di produzione 3D Fortus 900mc. “Facciamo molto affidamento su Stratasys, acquistiamo qualsiasi materiale Stratasys offra: ABSplus, ABSi, ABS-M30, PC-ABS, PC, Ultem 9085 e PPSF/PPSU, per gestire l'ideazione dei concetti, i prototipi funzionali, gli strumenti per i prototipi, filtraggio, bracci robotici e produzione finale che richiedono i nostri clienti”, ha affermato Hlavin.

Successo in termini numerici con FDM

Dal 2008, il numero dei dipendenti di Thogus è salito a 86, di cui 31 assunti nel 2010. Nel 2010, il reddito è aumentato del 76% rispetto al 2009. Per gran parte, Thogus deve la sua importante crescita alla tecnologia FDM di Stratasys, che l'azienda ha utilizzato per sviluppare una soluzione che snellisse il processo produttivo, determinando di conseguenza un risparmio anche per i clienti. La filosofia è semplice e universale. “Prezzi bassi vincono”, ha dichiarato Hlavin. “Forniremo parti con i preventivi, cosa inconcepibile per chi fa stampaggio a iniezione. Questo è il nostro livello di fiducia”.

Strumento di automazione/braccio robotico

Nel mese di gennaio 2009, Thogus non aveva neanche un ingegnere tra il personale. Oggi, l'azienda conta 15 ingegneri negli ambiti plastico, civile, meccanico, biomedico e chimico. “Grazie all'apporto di competenze ingegneristiche all'attività, i nostri clienti riducono i tempi di sviluppo dei prodotti e aumentano l'efficienza”, ha aggiunto. Hlavin considera la tecnologia FDM di Stratasys il futuro dell'elaborazione plastica, della produzione e dello sviluppo dei prodotti. “Siamo all'inizio di un'economia di personalizzazione di massa: secondo le proprie esigenze, in piccoli volumi”.

Una saggezza fuori dal comune

Vitamix, produttore di frullatori commerciali, stava acquistando parti di prototipi SLA da un centro di assistenza locale quando Thogus ha presentato le parti del prototipo fatte con vere e proprie sostanze termoplastiche. “Abbiamo dimostrato loro il risparmio in termini di tempo e denaro che si può ottenere dalle nostre macchine”, ha affermato Hlavin. “Sono rimasti molto soddisfatti perché le parti erano molto più resistenti; inoltre con le parti hanno potuto eseguire test funzionali.”

Hlavin ha anche incoraggiato Vitamix ad acquistare una macchina FDM di Stratasys. E Vitamix lo ha fatto. “In Vitamix ogni progetto è urgente, quindi ora siamo noi a gestire tutti gli ordini di cui l'azienda non può occuparsi internamente. Da quando le macchine hanno velocizzato il processo produttivo, noi otteniamo da loro più lavoro rispetto al passato”.

Semplificazione della produzione con FDM

Controllo qualità per stampi

Oltre ad aver rivoluzionato l'attività di stampaggio a iniezione, Hlavin ha scoperto la notevole importanza di FDM nella produzione. “Molto del nostro lavoro riguarda lo sviluppo di prototipi: tempi brevi, fatturato immediato. La tecnologia FDM di Stratasys può prendere un file CAD e creare una parte nel giro di qualche ora. Vogliamo offrire ai nostri clienti parti funzionali che possano utilizzare per test e convalide”, ha dichiarato Hlavin. “Tuttavia, dopo aver preso la macchina ci siamo resi conto dell'utilità ancora maggiore di FDM. Ed è legata al nostro processo di produzione”.

La tecnologia FDM ha effetti su ogni aspetto delle attività di Thogus. “Le nostre macchine dispongono di robot automatizzati. Anziché utilizzare una piastra di acciaio o una struttura di alluminio per i bracci robotici di grandi dimensioni che sono cari e richiedono parecchio tempo per la produzione, possiamo utilizzare la geometria 3D e stampare un braccio robotico che pesi 70 – il 90% in meno. Il tutto in meno di 24 ore.”

Hlavin ha riscontrato che questo vantaggio ha eliminato il costo del lavoro diretto dalla produzione. “Non importa in quale settore operiate”, ha affermato. “FDM avrà il suo impatto. Non conosco nessun altra tecnologia che riesca a fare ciò che da FDM”.

Eppure per Hlavin, i vantaggi apportati da FDM sono ancora maggiori. “Vedo la tecnologia FDM di Stratasys come il futuro della produzione”, ha dichiarato. “Noi usiamo la tecnologia FDM per raggiungere i risultati che prima non potevamo raggiungere. “Risparmiamo 150.000 dollari all'anno per l'automazione della fabbrica, le apparecchiature, i prototipi avanzati, la verifica del prodotto prima della produzione e altro ancora”, ha aggiunto Hlavin. “Non riesco a immaginare un processo produttivo senza questa tecnologia. Per l'azienda, ha la stessa importanza della posta elettronica”.

Quando gli chiedono in che modo la tecnologia FDM ha rivoluzionato il suo modello aziendale, Matt Hlavin risponde semplicemente: “Tutti i produttori cercano rapidi modi di immettere i prodotti sul mercato e comprimere i cicli di sviluppo della produzione. Una risorsa che non può essere acquistata in questo mondo è il tempo. Ora, con la tecnologia FDM, siamo essenzialmente in grado di vendere il tempo”

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