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Bicicletta in 3D realizzata con la stampante Objet1000.

Case study sui beni di consumo

La stampa 3D consente di migliorare prodotti già ottimi

La stampa 3D rappresenta il modo più rapido per ottenere prototipi accurati. Scopri come può velocizzare e migliorare la progettazione, aumentando la sicurezza dei progettisti.

amplificatore modello 3D

L'azienda di strumenti musicali si serve di Objet Eden350V per accelerare lo sviluppo dei prodotti e migliorare la qualità della progettazione

Fender Musical Instruments Corporation progetta e produce strumenti a corda e amplificatori, come resistenti chitarre elettriche, tra cui la Stratocaster e la Telecaster. L'azienda produce chitarre acustiche, basi elettrici, mandolini, banjo e violini, nonché amplificatori per chitarre, bassi e apparecchiature IP (indirizzo pubblico). Avril Lavigne, Elvis Costello, Eric Clapton, Pete Townsend e Sting sono alcuni degli artisti noti per l'utilizzo di apparecchiature Fender.

Mentre i tecnici si concentrano sulla qualità del suono degli strumenti, un gruppo di progettisti industriali di Fender lavora sul loro aspetto. Il design è un elemento estremamente importante dell'attività di Fender. Il centro di progettazione dell'azienda è completo di un laboratorio per la realizzazione di modelli che consente di esplorare nuovi concetti, creare design e prototipi ed effettuare test. Shawn Greene, progettista industriale senior di Fender ha un ruolo fondamentale a riguardo.

“Collaboriamo con artisti, e spesso musicisti professionisti, quindi è necessario che gli strumenti e le attrezzature abbiano sia un ottimo aspetto sia un suono di elevata qualità”, sostiene Greene. “Il nostro gruppo di progettazione lavora a stretto contatto con il reparto marketing per esplorare i vari colori, la grafica e i tipi di parti in metallo e plastica utilizzati. Prima di spendere qualsiasi cosa su un prodotto, facciamo molto lavoro di concetto e ricerca per assicurarci di ottenere la soluzione e il prodotto migliori.”

L'aumento dei volumi e i costi hanno spinto Fender ad eseguire la prototipazione rapida internamente

modello 3D Objet della chitarra

La prototipazione rapida 3D è stata parte del processo di progettazione di Fender per anni, fino a poco tempo fa quando l'azienda ha deciso di dare il lavoro in outsourcing ai centri di assistenza. Tuttavia, Greene e il suo team erano frustrati a causa dei tempi e delle spese relative all'outsourcing. Spesso erano necessarie una o due settimane per ricevere un prototipo “rapido”, un lasso di tempo che rallentava molto i progetti. Alla fine del 2007, il volume di Fender aveva raggiunto un livello tale da spingere Greene a consigliare l'introduzione di una tecnologia di prototipazione rapida all'interno dell'azienda.

Il suo responsabile accettò e Greene ricevette l'incarico di valutare i fornitori dei sistemi di stampa 3D. “I dettagli rappresentavano il criterio più importante per noi”, ricorda Greene. “La natura del nostro lavoro richiede dettagli estremamente precisi. La facilità di utilizzo era al secondo posto e il costo al terzo. Dovevamo inoltre assicurarci che il sistema avrebbe potuto gestire una varietà di parti di dimensioni e materiali diversi, perché abbiamo parti grandi come dieci centesimi e parti come l'intera struttura di una chitarra”.

“Ho calcolato il costo dell'outsourcing dei prototipi per un anno e poi il costo della loro realizzazione interna. Anche tenendo conto del costo delle apparecchiature, dei materiali e del personale, sono giunto alla conclusione che potremmo ridurre i costi in modo significativo se lo facessimo internamente”, spiega Greene.

I centri di assistenza consigliano le stampanti 3D di Objet come scelta migliore

Greene si è consultato con i centri di assistenza che Fender ha utilizzato per suggerimenti sui produttori di stampanti 3D. I sistemi più comunemente consigliati erano le stampanti 3D di Objet .

“Conoscevamo le attrezzature che utilizzavano i centri di assistenza e avevamo imparato a distinguere le parti fatte con determinate stampanti”, afferma. “C'era un marchio di stampanti che produceva quelle che chiamavamo ‘parti grezze’ perché la finitura era talmente grossolana, che abbiamo scartato subito quel fornitore. Dalle stampanti 3D di Objet invece abbiamo sempre ottenuto parti soddisfacenti”.

Alla fine Greene ha scelto il sistema di stampa 3D Objet Eden350V. La stampante 3D Objet Eden offre le capacità di stampa 3D più produttive, flessibili e di qualità elevata del mercato per ridurre il ciclo progettazione-produzione del prodotto. La tecnologia a getto di fotopolimeri 3D PolyJet disponibile in Objet Eden consente di ottenere strati orizzontali di appena 16 micron (0,0006”), realizzando prototipi con dettagli finissimi e pareti ultra-sottili di soli 0,1-0,3 mm.

La linea Objet Eden è progettata per fornire modelli 3D di qualità elevata in modo rapido e conveniente per il processo CAD/CAM. Con dimensioni di costruzione complete pari a 350 x 350 x 200 mm, offre la flessibilità di produrre un unico grande modello o più modelli ridotti in un unica costruzione. 

Grazie alla stampante Objet Eden350V, ha dichiarato Greene, il team di progettisti Fender è stato in grado di creare un prototipo di un componente in ore e non più in settimane: un grande passo in avanti per la produzione. “Stampiamo tutto, dalle piccole parti di una chitarra e le manopole di un amplificatore fino al telaio di un amplificatore e il design di una nuova chitarra”, ha spiegato. “Facciamo molte stampe durante la notte: le impostiamo prima di andare via e quando rientriamo la mattina le parti sono pronte. Durante la realizzazione di un progetto, avere i prototipi in tempi rapidi aiuta davvero molto a mantenere lo slancio. Quando si dà in outsourcing e si devono aspettare una settimana o due per un prototipo, a volte fa perdere l'entusiasmo.”

Greene e il suo team sono molto felici della finitura e dei dettagli delle parti stampate sulla stampante 3D Objet Eden. “Possiamo addirittura inserire del testo, perfettamente visibile, su parti piccolissime. Si ottengono aree molto nitide. Ed è molto facile cambiare materiali. Abbiamo usato tutti quelli che offre Objet.”

Greene cita quattro vantaggi principali di avere la stampante Objet Eden nell'azienda:

  • Accelerazione del tempo di accesso al mercato per i nuovi prodotti e i miglioramenti dei prodotti
  • Minore rischio legato all'introduzione dei nuovi prodotti
  • Progettazione dei prodotti migliore e più creativa 
  • Costi per la prototipazione dimezzati anche se Fender ora utilizza molto di più la prototipazione rapida rispetto al passato

La possibilità di utilizzare la prototipazione rapida all'interno dell'azienda con la stampante 3D Objet porta il nuovo amplificatore sul mercato da 6 a 12 mesi prima

Fender ora utilizza la sua stampante 3D Objet per creare parti, modelli e prototipi per quasi tutti i prodotti. Un recente successo prototipato su Objet Eden è l'amplificatore G-DEC® (Guitar Digital Entertainment Center), nominato “Miglior nuovo amplificatore per strumenti” da Music & Sound Retailer. 

“Abbiamo potuto prototipare molte parti e manopole sull'amplificatore prima di spendere denaro nella produzione e abbiamo finito un modello del primo G-DEC in un mese”, afferma Greene. “Poi abbiamo lavorato con il reparto marketing per fare gruppi di orientamento con musicisti e rivenditori per assicurarci che il prodotto fosse giusto. Dopo qualche modifica, siamo andati diretti alla produzione. L'intero processo è durato circa sei mesi”.

Un progetto più comune per il team di Greene è la progettazione di nuove caratteristiche di un prodotto esistente. Recentemente, il team di marketing di Fender ha chiesto a Greene di progettare una muova manopola ergonomica per un amplificatore. Prima di disporre di Objet Eden internamente, Greene avrebbe creato alternative utilizzando software CAD e avrebbe mostrato i disegni CAD al reparto marketing per sceglierne uno. Per il progetto della manopola ergonomica, Greene ha potuto creare dieci alternative utilizzando prototipi dipinti, CAD e stampe di ognuna e posizionandole su amplificatori veri e propri. “La finitura del prototipo stampato era talmente buona che ho potuto installare le manopole direttamente sull'amplificatore in ufficio e farle provare al personale del reparto marketing per verificare l'aspetto e la maneggevolezza. Per il team marketing, i nostri clienti interni, è un'esperienza decisamente migliore dalla quale si ottiene un prodotto migliore per i clienti”, afferma Greene. “Inoltre, si risparmia molto in termini di tempo, denaro e rischio. Non è stato necessario ipotizzare quale fosse la manopola migliore per questo scopo”.

“Prima di avere Objet Eden350V, solo per realizzare il modello ci sarebbero voluti dai 6 ai 12 mesi. Poi le modifiche ricevute dal reparto marketing avrebbero ulteriormente ritardato il progetto, mentre aspettavamo per i nuovi prototipi. La conclusione è che avere in sede le stampanti 3D Objet ha aiutato Fender a portare il nuovo amplificatore G-DEC sul mercato da 6 a 12 mesi più velocemente”, spiega Greene.

Molto spesso la prototipazione aiuta a migliorare la progettazione dei prodotti

Inoltre, Objet Eden ha aiutato Fender ad evitare nuovi processi la lavorazione e produzione. Un esempio lampante è stato il pannello anteriore illuminato di un amplificatore. Greene ha progettato le parti e poi ha stampato un prototipo del pannello anteriore con i materiali trasparenti Objet FullCure® 720. Dopo aver installato il prototipo sul lato anteriore dell'amplificatore e averlo testato con diversi tipi di luci, ha scoperto che la luce non defletteva come lui aveva immaginato. Di conseguenza, si è rimesso al lavoro e ha regolato il design in modo significativo. “In passato, non avremmo creato un prototipo per quel tipo di parte a causa del notevole dispendio in termini di costi e tempi”, afferma Greene. “Quindi, non solo avremmo scoperto l'errore solo dopo aver pagato per la realizzazione dell'attrezzatura, ma saremmo stati costretti a effettuare anche un'ulteriore spesa per le modifiche. La possibilità di utilizzare la prototipazione rapida all'interno dell'azienda ci ha permesso di risparmiare una fortuna in quel progetto”.

“Realizzare prima il prodotto, assicurandosi che sia quello giusto, è molto importante in Fender”, aggiunge. “La possibilità di utilizzare la prototipazione rapida all'interno dell'azienda con Objet Eden ha avuto un impatto enorme su entrambi i fronti.”

Secondo Greene, a volte i progettisti Fender stampano campioni di parti vere e proprie, per un modello o per un antro prodotto che stanno testando, sulla stampante 3D Objet quando non sono disponibili. “Anziché ordinare dalla fabbrica e poi aspettare, stampiamo semplicemente la parte sulla nostra Objet Eden", afferma Greene. “È veloce e semplice e in questo modo non riduciamo la disponibilità di prodotti per i clienti”.

La stampante 3D Objet aiuta il team di progettazione a esplorare velocemente nuove idee

Greene afferma che il vantaggio maggiore di avere una stampante 3D Objet in sede è quello di dare al proprio team la possibilità di esplorare nuove idea molto velocemente. “Disporre di una stampante Objet Eden350V interna ci consente di sperimentare ancora di più, garantendoci una maggiore libertà e un grande margine creativo. Se mi viene un'idea per qualcosa di nuovo e alla moda, posso progettarlo e quindi ottenere un prototipo nel giro di qualche ora. Se la mia idea non funziona, avrò sprecato solo un pomeriggio, non una settimana”.

Il personale marketing di Fender è entusiasta della stampante 3D Objet. “Faremo una riunione con il personale marketing e il giorno successivo mostreremo loro un prototipo”, afferma Greene. “Sono sorpresi di quanto della velocità con cui ora possiamo passare dal concetto alla realtà.”

“Si può mostrare un progetto su carta migliaia di volte”, aggiunge Greene,” ma è quando si mostra qualcosa che può essere toccato con mano, che il cliente si entusiasma davvero”. Greene crede inoltre che Objet Eden abbia aiutato Fender a fornire ai clienti prodotti migliori. “Realizziamo molti più prototipi ora e penso che questo abbia assolutamente un impatto sulla qualità della progettazione, perché spesso i prototipi ci portano a fare piccole modifiche nel processo di progettazione che migliorano l'aspetto, la maneggevolezza e la funzionalità di una parte”.

“Chiamiamo la stampante 3D Objet il nostro ‘giocattolo preferito’”, aggiunge Greene. “Quando le persone vengono da Fender, mostriamo sempre questo aspetto.”

Anche con un aumento del volume, i costi di prototipazione rapida sono la metà di quelli legati all'outsourcing

Anche con un notevole aumento della prototipazione rapida che Fender realizza in questo momento, Greene afferma che i costi sono la metà di quelli che l'azienda dovrebbe sostenere in caso di outsourcing del lavoro. Inoltre, nonostante l'utilizzo frequente, le prestazioni della stampante Objet Eden di Fender si sono rivelate solidissime. “In 18 mesi non c'è stato neanche un guasto”, afferma Greene.

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