Torna ai risultati della ricerca Corsa con il nuovo modello di bicicletta Speed Concept serie 9

Prototipi di gallerie del vento Trek

Trek velocizza i cicli di progettazione grazie alla stampante 3D Objet

"La possibilità di stampare rapidamente più iterazioni ha consentito ai progettisti di sperimentare di più e allo stesso tempo di rispettare le scadenze".

— Mike Zeigle, manager di Prototype Development Group, Trek

La pluripremiata azienda produttrice di biciclette è riuscita a quadruplicare la velocità di creazione dei prototipi e ad abbreviare i tempi di immissione sul mercato

Trek è stata fondata nel 1976 per un motivo semplice e preciso: costruire le migliori biciclette del mondo. L'azienda ha vinto numerosi premi per il design e l'innovazione. Mike Zeigle è il manager del reparto Prototype Development Group di Trek, un team di nove esperti che si avvalgono di numerose attrezzature, tra cui un'officina con 5 centri di lavoro CNC, un laboratorio per la produzione e la saldatura del metallo e, per molti anni, una serie di centri di assistenza per l'outsourcing delle attività di SLA.

La prototipazione costituisce un passaggio fondamentale in tutte le fasi dei cicli di sviluppo dei prodotti Trek. I prototipi sono utilizzati da progettisti industriali, ingegneri meccanici, grafici e responsabili marketing, per cui il gruppo di programmatori, tecnici e saldatori che fa capo a Zeigle è soggetto a ritmi pressanti e frenetici. Nella maggior parte dei casi, i prototipi creati sono parti per biciclette, ma a volte il team si trova a lavorare su modelli e accessori quali scarpette e caschi.

Parti 3D della mascherinaQuando i costi annui per i centri di assistenza raggiunsero quota $275.000, il manager del reparto Engineering and Design di Trek capì che era giunto il momento di valutare l'acquisto di un sistema interno di prototipazione rapida e chiese a Zeigle di fornire qualche soluzione. All'inizio, la ricerca rimase limitata alle attrezzature per SLA, SD e FDM. Successivamente, il campo fu ulteriormente ristretto alle attività di SLA, ma rimanevano alcuni problemi irrisolti riguardo ai requisiti relativi alla manutenzione, allo spazio e al costo delle macchine. Fu a questo punto che un collega consigliò di valutare l'acquisto del sistema di stampa 3D Objet Connex500, un dispositivo pulito, ideale per gli uffici e in grado di produrre parti che possono rivaleggiare in termini di qualità e finitura con quelle prodotte con SLA.

A differenza delle tecnologie prese in esame da Zeigle, Objet Connex presenta la capacità esclusiva di stampare parti e assiemi fatti da più materiali per modelli, con proprietà meccaniche e fisiche diverse, tutto in un solo processo produttivo. Le parti prodotte con la stampante Objet Connex presentano superfici levigate e durevoli, con dettagli incredibilmente precisi. Il sistema è in grado di stampare cardini mobili, parti morbide e sovrastampate che non possono essere riprodotti con altre tecnologie. La produttività superiore, il risultato di qualità elevata e le esclusive funzionalità di stampa multi-materiale della stampante Objet Connex consentono agli utenti di imitare fedelmente l'aspetto, la sensazione e la funzione di una varietà eccezionalmente ampia di prodotti finali.

Parti non verniciate prodotte con la stampante 3D ObjetSecondo Zeigle, la scelta è ricaduta su Objet Connex soprattutto per la sua capacità di iniezione di materiali digitali, che consentiva di mescolare due materiali allo scopo di accrescere i durometri. Un altro fattore determinante è stata la possibilità di combinare due materiali in un'unica parte. “Tra le macchine di prototipazione rapida prese in esame, Objet Connex era l'unica che ci permetteva di eseguire un unico processo produttivo utilizzando più materiali e durometri” ha affermato Zeigle. “Questo tipo di operazioni è impossibile con SLA o con altri marchi di stampanti 3D e alla fine è stato questo l’elemento che più ci ha convinto. Objet Connex ha completamente cambiato l'idea che avevo della stampa 3D.”

Zeigle e il suo team sono anche rimasti colpiti dalla qualità delle parti prodotte con Objet Connex. “Con Objet Connex la qualità e la finitura delle parti sono equivalenti a quelle delle parti prodotte con SLA forniti dal nostro centro di assistenza” ha affermato. “E in questo modo possiamo produrre una parte nel giro di poche ore, non giorni, eliminando tutta la burocrazia necessaria quando si procede all'outsourcing.”

Objet Connex partecipa alla progettazione dell'innovativa bicicletta Speed Concept

Parti finali verniciate prodotte con Objet Connex

Il team di Zeigle utilizza la stampante Objet Connex per quasi tutte le biciclette Trek prodotte. Recentemente, il sistema ha svolto un ruolo chiave nel lancio del nuovo modello Speed Concept serie 9 dell'azienda, una bicicletta per tappe a cronometro utilizzata nel Tour de France e nell'Iron Man delle Hawaii. Il design del telaio è unico nel suo genere, grazie alle sezioni trasversali aerodinamiche che riducono la resistenza del vento e garantiscono maggiore velocità. In pratica, Objet Connex è stata utilizzata per creare prototipi di quasi ogni parte del nuovo design che sono stati poi inviati dalla sede centrale di Trek nel Wisconsin a una struttura in California per i test nella galleria del vento, in cui le varie parti del telaio sono state provate con venti che superavano i 50 km orari. 

“I progettisti avevano varie idee riguardo al design della sezione trasversale in particolare e desideravano valutarne le prestazioni in presenza di forti venti” ha spiegato Zeigle. “Per tale ragione, abbiamo utilizzato Objet Connex per stampare più parti da innestare nel telaio della bicicletta principale per i test nella galleria del vento.” Il team ha inoltre prodotto grazie alla stampante Objet Connex accessori resistenti come borracce e portavivande per rendere le condizioni di test più realistiche. 

“La possibilità di stampare rapidamente più iterazioni ha consentito ai progettisti di sperimentare di più e allo stesso tempo di rispettare tutte le loro scadenze” ha proseguito Zeigle. Il risultato finale è stato il Kamtail Virtual Foil, una vera rivoluzione nel mondo della bicicletta, che ha attirato l'attenzione di tutti i principali media.

Prima di possedere il sistema Objet Connex, il team di Trek era costretto a produrre parti di prototipi di alluminio o con schiume dense, utilizzando processi CNC in officina e combinandoli con parti in SLA prodotte in outsourcing da un centro di assistenza. "I tempi si allungavano" ha detto Zeigle "perché a volte era necessaria una settimana o anche più per completare un parte CNC e diversi giorni per ricevere una parte in SLA. Ora invece riusciamo a terminare una parte internamente in meno di un giorno, e tutto questo grazie alla stampante 3D Objet". Lupe Ollarzabal, l’ingegnere responsabile della stampante Objet Connex di Trek, assicura che l'utilizzo interno della stampante ha avuto un impatto enorme sulla produttività dell’azienda. “La nostra Objet Connex ci permette di portare un prodotto sul mercato in tempi più rapidi oppure di creare un
prodotto migliore in tempi ottimali e spesso riusciamo addirittura a combinare la migliore qualità con il risparmio di tempo” ha dichiarato Ollarzabal, che Zeigle descrive come “la persona con cui parlare” quando qualcuno chiede una parte di prototipo con la massima urgenza. “In ogni caso, è una vittoria, sia per noi, sia per i nostri clienti. Quando lavoriamo con tempi stretti, questa macchina diventa preziosissima”
.
I progettisti di Trek sono estremamente soddisfatti della loro stampante Objet Connex, perché ora, invece di attendere giorni o addirittura settimane per ricevere i prototipi, possono avere la parte pronta e finita in soli 30 minuti. Inoltre, possono sperimentare nuovi prototipi con una maggiore frequenza. “Il 75% dei prototipi che creiamo sono pezzi che in passato non ci saremmo neanche sognati di produrre” ha detto Zeigle. “Quando i pezzi venivano dati in outsourcing, dovevamo affidarci a operazioni interne di fresatura e il processo risultava troppo dispendioso in termini di tempo e denaro per consentirci di creare prototipi.” Zeigle ha inoltre sottolineato che Objet Connex si è rivelata molto utile nella riduzione degli errori di lavorazione che a volte possono ritardare il lancio di un prodotto di molte settimane.

"Oggi" ha detto Zeigle "la stampante Objet Connex di Trek lavora senza sosta". “All'inizio la nostra stampante 3D Objet era utilizzata da un tecnico part-time” ha raccontato. “Dopo sei mesi, i progettisti hanno iniziato a intensificare il numero di prototipi da creare e il lavoro è diventato a tempo pieno. Se l'attività dovesse intensificarsi ulteriormente, saremo obbligati a inserire un nuovo turno oppure ad acquistare un’altra Objet Connex o forse entrambe le cose. Al momento, la nostra macchina è in funzione tutto il giorno, per tutta la settimana e a volte rimane attiva anche nei weekend”
.
L’assistenza offerta da Stratasys è sempre stata di altissimo livello" ha concluso Zeigle. “Vorrei che tutti i nostri fornitori fossero altrettanto solerti. Su una scala da 1 a 10, si meritano un 10 pieno”.

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