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Exploded view of press mold for shield can frame

How Microsoft Optimized Tooling for Shield Metal Prototyping with Stratasys' PolyJet Technology

March 05, 2024

Profilo del cliente 

Situato a Redmond (Washington), l'Edificio 87 o Centro di Prototipazione Avanzata (APC) di Microsoft è un impianto di oltre 2400 metri quadrati che ospita un team animato da grande passione, che funge da traduttore tra il concept e la realtà. L'APC si avvale di numerosi strumenti di produzione e prototipazione per creare in modo efficiente soluzioni e prototipi in grado di soddisfare le necessità delle aziende. Fedele al mantra "Fail Fast", l'APC ha il compito di generare rapidamente fiducia tra progettisti, ingegneri e partner di Microsoft nelle decisioni di sviluppo. La stampa 3D è parte integrante del processo "Fail Fast" di Microsoft e i modelli PolyJet™ fanno parte della nostra routine quotidiana.

 

Assembled press mold for shield can frame

La sfida Prototipazione di schermature in metallo 

Elemento essenziale dei dispositivi elettronici moderni, le schermature in metallo vengono utilizzate per proteggere i componenti interni da interferenze elettromagnetiche e radio. Senza queste protezioni fondamentali, i dispositivi sarebbero esposti a interferenze esterne che potrebbero impattare sull'operatività, causando malfunzionamenti o guasti. 

Data la loro importanza per l'hardware, la prototipazione di questi componenti è sempre stata impegnativa e ha richiesto molto tempo. I metodi di lavorazione tradizionali hanno spesso ostacolato il processo di iterazione, obbligando a sostituire integralmente gli attrezzaggi anche per la più semplice modifica al progetto. Il maggior dispendio in termini di tempo e denaro si traduceva così in un minor numero di iterazioni durante il ciclo di sviluppo. Va considerato che le lamine di queste protezioni vengono realizzate con metalli leggeri come l'ottone, l'alpacca e l'acciaio inossidabile e, a causa delle geometrie ridotte, non è possibile stamparne i prototipi direttamente in 3D. Tuttavia, è possibile ridurre i tempi di lavorazione stampando le attrezzature necessarie in 3D con tecnologia PolyJet™, ciò consente inoltre di realizzare geometrie uniche, altrimenti impossibili con i metodi tradizionali.

Press molds for sheet metal PCB shield cans

La soluzione Attrezzature stampate in 3D 

Sebbene la stampa 3D esista ormai da decenni, la sua adozione su larga scala per i prototipi in lamina di metallo è avvenuta solo di recente. In passato tutti i processi di stampa 3D presentavano una serie di limiti che restringevano il range delle geometrie possibili. La tecnologia PolyJet™ di Stratasys, invece, fornisce il miglior equilibrio tra qualità, precisione e velocità. In particolare, l'estrema accuratezza su x/y e le molteplici risoluzioni di strato della J850 Prime, tra cui un'alta risoluzione a 14 micron, ne fanno una soluzione eccezionalmente valida per la produzione di attrezzature per la formatura delle lamiere, con una precisione tale da consentire di realizzare anche elementi di dimensioni molto piccole. 

D'altro canto, i materiali standard Vero, con la loro elevata resistenza alla compressione, si sono rivelati una resina straordinaria per la formatura di prototipi in lamiera. E per i casi in cui sono necessarie parti con una maggiore resistenza alla flessione e alla temperatura di deflessione termica, con i suoi 7 alloggiamenti per materiali, la J850 Prime è in grado di utilizzare il Digital ABS Plus senza rinunciare alla capacità di produrre a colori. Le caratteristiche dinamiche della J850 Prime permettono ai modellisti di affrancarsi dai vincoli di produzione tradizionali e di concentrarsi maggiormente sull'ottimizzazione del design del pezzo per soddisfare gli obiettivi di applicazione. Gli utensili con spigoli vivi, sottosquadra insoliti o superfici difficili da lavorare non costituiscono più un problema. Il tempo di progettazione degli stampi si riduce, permettendo agli ingegneri di adottare un nuovo paradigma di iterazione rapida e frequente.

 

Impatto

Lo sviluppo dell'hardware deve proseguire nella ricerca di soluzioni più rapide per sostituire i processi di prototipazione tradizionali con tecniche di produzione più innovative che utilizzino la tecnologia moderna per consentire un miglioramento continuo. La prototipazione delle schermature presso l'Advanced Prototyping Center di Microsoft con la Stratasys J850 Prime ha permesso ai nostri tecnici di fornire agli ingegneri modelli estremamente precisi in tempi rapidi e con molti meno vincoli di progettazione rispetto ai metodi tradizionali, accelerando in modo significativo il processo di sviluppo e portando a soluzioni di prodotto più innovative.

"Se per un verso la stampa 3D ha indubbiamente rivoluzionato la progettazione dell'hardware, il suo impatto trasformativo va ben oltre la semplice creazione di parti. Basta fare un passo indietro per rendersi conto del ruolo che ha avuto nell'eliminazione di processi prima macchinosi nella produzione di parti di uso finale. L'integrazione di attrezzature stampate aggiunge una dimensione potente, aumentando l'efficienza e la creatività". Mike Oldani, Model Maker Microsoft

Le stampanti Stratasys della serie J mi hanno fornito uno strumento potente per produrre parti sia per gli ingegneri che per i designer, un range difficile da coprire con altre tecnologie di stampa 3D", Mark Honschke, RP Lead Microsoft