Il motore di stampa di ultima generazione alla base della Form 4B

La stampante 3D a resina Form 4B utilizza il motore di stampa di ultima generazione Low Force Display (LFD)™, che trasforma la resina liquida in parti stampate.

Il motore LFD è dotato di sei sottosistemi avanzati che definiscono un nuovo standard in termini di velocità, affidabilità, qualità di stampa e materiali ad alte prestazioni.

La Form 4B utilizza il motore di stampa di ultima generazione Low Force Display (LFD)™ di Formlabs. La tecnologia LFD ridefinisce gli standard di prestazione del settore e fornisce in un solo apparecchio affidabilità, velocità e qualità di stampa, nonché precisione dimensionale e versatilità dei materiali senza pari.

Il motore LFD è stato sviluppato a partire dal precedente modello Low Force Stereolithography (LFS)™ di Formlabs. Fin dal 2011, oltre 50 000 aziende hanno fatto affidamento su più di 130 000 stampanti 3D Formlabs per realizzare oltre 400 milioni di parti ad alte prestazioni.

La stereolitografia (SLA) è stata brevettata dallo scienziato Chuck Hull nel 1984 come prima tecnologia di stampa 3D commerciale al mondo. Questa tecnica ha spianato la strada alla prototipazione rapida di qualità professionale, rivoluzionando il processo di progettazione per aziende del calibro di Apple, Boeing e Ford. Tuttavia, a causa di prezzo, dimensioni degli apparecchi, complessità d'uso e limitazioni dei materiali, la SLA era accessibile soltanto ad aziende come quelle incluse nella lista Fortune 500.

Formlabs ha creato una versione desktop della stampa SLA per la prima volta nel 2011, con l'introduzione della Form 1, mettendo a disposizione strumenti professionali per la prototipazione e la produzione in-house a un maggior numero di team ingegneristici e di progettazione.

L'introduzione della Form 2 nel 2015 ha portato a nuovi progressi nell'ambito della stampa SLA desktop, tra cui erogazione automatica della resina, sostituzione dei materiali senza problemi, un volume di stampa maggiore del 40%, touchscreen, connettività Wi-Fi, affidabilità e una gamma più ampia di materiali ad alte prestazioni. 

Nel 2019 sono state lanciate la Form 3 e la Form 3B, utilizzate per la stampa 3D con materiali biocompatibili e supportate dalla tecnologia Low Force Stereolithography (LFS)™. La LFS è una forma di stereolitografia che sfrutta un serbatoio flessibile e l'illuminazione lineare per rivoluzionare la qualità della stampa e l'affidabilità degli apparecchi, fornendo una finitura superficiale più liscia e supporti leggerissimi grazie alle forze di distacco ridotte. 

Recentemente, molte aziende produttrici sono passate dalla SLA basata su laser all'elaborazione digitale della luce (DLP) o agli schermi a cristalli liquidi (LCD). Questi sistemi ottici hanno infatti apportato notevoli miglioramenti in termini di velocità di stampa, ma spesso a discapito di finitura superficiale, affidabilità, risoluzione o vita utile dell'hardware. Il motore di stampa LFD della Form 4B è stato sviluppato per risolvere questi problemi e fornire in una sola stampante velocità, affidabilità e qualità delle parti di cui professioniste e professionisti hanno bisogno. Il motore LFD offre una serie di nuovi sottosistemi avanzati, tra cui unità retroilluminata, unità di elaborazione della luce, film di rilascio e videocamera integrata. Inoltre, sono stati apportati notevoli miglioramenti a serbatoio con film di rivestimento flessibile, cartuccia di resina, gestione automatica della resina e sistemi di controllo intelligenti.

Elemento centrale del motore di stampa LFD è l'unità di retroilluminazione. Questa fonte luminosa ad altissima potenza utilizza 60 LED, un sistema di raffreddamento integrato e lenti di collimazione, con un'intensità della potenza ottica pari a 16 mW/cm2, per fornire velocità di stampa estremamente elevate con qualità e precisione straordinarie in qualunque punto della piattaforma.

L'unità di retroilluminazione proietta un'area uniforme di luce che passa attraverso la serie di lenti, allo scopo di rendere la luce maggiormente collimata, o parallela, e più uniforme, eliminando i punti scuri o luminosi. La serie personalizzata di lenti è composta da lenti piano-convesse che rendono la luce estremamente uniforme e collimata anche a potenze elevate. 

Da questo punto, la luce passa attraverso la Light Processing Unit (LPU) 4, dove una combinazione di polarizzatori, rivestimenti ottici e un display a cristalli liquidi personalizzato la modellano per darle la forma dello strato stampato. La dimensione dei pixel di 50 μm dell'LCD ad alta risoluzione e l'antialiasing preimpostato consentono di creare dettagli precisi, finiture superficiali lisce e tolleranze accurate. Inoltre, l'LCD personalizzato offre un'elevata trasmissione luminosa, fornendo la massima potenza ottica alla resina e raggiungendo una velocità di stampa straordinaria.

A differenza delle stampanti LCD già in commercio, la LPU 4 è durevole, progettata e realizzata per garantire prestazioni di stampa costanti da 600 000 a 1 900 000 strati prima di essere sostituita, a seconda del materiale e dell'altezza dello strato stampato. È anche resistente ai danni accidentali, grazie alla solida struttura in metallo, al rivestimento superficiale antigraffio e al software intelligente per il rilevamento dei detriti e dei limiti di forza.  Se necessario, la LPU 4 può essere facilmente sostituita a un costo contenuto.

Una volta che la luce raggiunge la resina liquida all'interno del serbatoio, l'intero strato liquido si polimerizza immediatamente trasformandosi in uno strato solido. A questo punto, la piattaforma di stampa viene sollevata rispetto alla resina e un asse Z di precisione stacca lo strato dal fondo del serbatoio. 

In passato, le forze di distacco rappresentavano un ostacolo significativo nella stampa 3D a resina, poiché costringeva a sacrificare qualità delle parti, affidabilità o velocità di stampa nella scelta di un apparecchio. Le forze di distacco sono ridotte al minimo con la Form 4B, grazie a un nuovo film di rilascio e al serbatoio resina con film di rivestimento flessibile riprogettato. 

Il film di rilascio è una pellicola ottica brevettata e dalla struttura ruvida che introduce un flusso d'aria per impedire che si crei un effetto ventosa tra il serbatoio resina e la LPU.

Il nuovo serbatoio resina con film di rivestimento flessibile è un materiale di consumo a lunga durata che conserva la resina liquida all'interno della stampante, fornendo una superficie per il processo di polimerizzazione. È dotato di un film flessibile a doppio strato che consente di separare delicatamente i bordi dello strato polimerizzato, riducendo le forze di distacco esercitate su quest'ultimo.

Insieme, il film di rilascio e il serbatoio con film di rivestimento flessibile riducono significativamente le forze esercitate sulla stampa. Di conseguenza, la Form 4B è in grado di produrre parti lisce e ricche di dettagli con supporti leggerissimi, paragonabili a quelle ottenute tramite stampaggio a iniezione, con velocità di stampa e affidabilità straordinarie.

Sono lontani i giorni in cui bisognava attendere che la resina si riscaldasse prima di poter stampare. La Form 4B include elementi riscaldanti della resina a conduzione e un sensore di temperatura agli infrarossi che riducono i tempi di riscaldamento e il processo di pre-stampa. L'elemento riscaldante e il sensore agli infrarossi controllano in modo preciso la temperatura della resina, consentendo l'utilizzo di materiali con maggiore viscosità.

Il serbatoio resina con film di rivestimento flessibile a doppio strato è progettato per durare nel tempo, in modo da ridurre sprechi e costi di manutenzione. È dotato di un film superiore chimicamente inerte e flessibile e di un film inferiore rigido e resistente per evitare graffi e fori. I serbatoi resina sono facili da utilizzare grazie a chiusure semplici per l'installazione nella stampante, versamento facile tramite bocchetta e un volume sovradimensionato (2,3 l quando non in funzione) per la protezione dalle fuoriuscite accidentali. 

Ogni serbatoio resina include un coperchio riutilizzabile ed è progettato in modo da facilitarne l'impilaggio e la conservazione della resina all'esterno dell'apparecchio. Con un serbatoio dedicato per ogni tipologia o colore di resina, cambiare materiale di stampa è estremamente semplice. 

I serbatoi resina sono costruiti per durare nel tempo e fornire prestazioni uniformi per tutta la loro vita utile, equivalente a oltre 75 000 strati stampati con qualsiasi resina Formlabs. Il serbatoio resina con film di rivestimento flessibile ha anche un costo del 33% inferiore rispetto ai modelli precedenti, il che semplifica la sperimentazione con nuovi materiali e la riduzione dei costi operativi come mai prima d'ora. 

Il miscelatore di resina ad alta velocità si aggancia facilmente al serbatoio e miscela la resina rapidamente per renderla liquida e omogenea, con un impatto quasi nullo sui tempi di stampa. In questo modo è possibile garantire una qualità e una precisione eccellenti per le parti di qualsiasi dimensione in qualunque punto della piattaforma di stampa. Il miscelatore di resina è rimovibile e può essere riutilizzato facilmente per diversi serbatoi contenenti lo stesso materiale. È quindi sufficiente un solo miscelatore per ciascun materiale utilizzato per la stampa con la Form 4B, il che permette di ridurre gli sprechi. 

Il sistema di gestione della resina eroga automaticamente il materiale nella stampante. La valvola riprogettata ha una portata maggiore per un riempimento tra le 5 e le 10 volte più veloce rispetto alla Form 3, a seconda della viscosità del materiale. Le cartucce di resina della Form 4B contengono sempre 1 l di resina, ma sono realizzate con il 63% di plastica in meno e hanno un ingombro del 30% inferiore rispetto a quelle per la Form 3, per una migliore conservazione e una riduzione degli sprechi. Una volta installata nella stampante, una cella di carico della cartuccia pesa il contenuto di resina, fornendo un quadro preciso della quantità rimanente in modo da pianificare facilmente le necessità di resina future.

La Form 4B è convalidata per la stampa con 37 materiali ad alte prestazioni disponibili nel catalogo di Formlabs, tra cui sei nuove resine con velocità, tenacità, precisione e aspetto estetico migliorati:

• la Fast Model Resin, per la produzione di modelli ortodontici
• la Precision Model Resin, per modelli dentali estremamente precisi con un'aderenza perfetta
• le resine standard per usi generici (Clear Resin V5, Grey Resin V5, Black Resin V5, White Resin V5), che consentono di stampare le parti da due a cinque volte più velocemente rispetto alla Form 3, con tenacità e colore migliori

Esplora il catalogo di materiali di Formlabs per scoprire di più.

L'esperienza utente della Form 4B si basa sulle funzionalità intuitive della Form 3B+. Con la connettività Wi-Fi, Ethernet e USB, nonché gli interruttori di alimentazione, controllare la stampante è più facile che mai, indipendentemente dalle esigenze della tua azienda. Grazie agli aggiornamenti, la Form 4B risulta più autonoma e intelligente, così che il team possa dedicarsi ad attività più importanti. 

L'interazione con l'apparecchio avviene tramite un intuitivo touchscreen da 7 pollici. Lo schermo visualizza promemoria di manutenzione preventiva, stato della stampa e informazioni sull'apparecchio per rendere la stampa più facile e intuitiva che mai. 

Grazie al nome e allo stato della stampante sempre visibili sullo schermo, non dovrai più attaccare post-it sull'apparecchio per seguire l'avanzamento del lavoro. Dopo cinque minuti, una schermata di stand-by mostrerà nome, resina e disponibilità della stampante con caratteri ben visibili, così da capire al volo di che stampante si tratta e se è pronta per il lavoro successivo. 

Grazie alle operazioni pre-stampa più rapide, potrai allontanarti dalla Form 4B meno di un minuto dopo l'inizio della stampa. Se la stampante è pronta, non è necessaria alcuna interazione: basterà inviare la stampa dal computer all'apparecchio e la Form 4B la avvierà automaticamente. 

Le informazioni sullo schermo comprendono promemoria di manutenzione e strumenti di diagnosi che garantiscono il corretto funzionamento della stampante. Se si verifica un problema, è possibile scansionare i codici QR sullo schermo per leggere articoli di assistenza contenenti le indicazioni necessarie per tornare a stampare il prima possibile. 

Tramite gli aggiornamenti firmware, nel tempo verranno aggiunte funzioni straordinarie sempre nuove, tra cui il lancio di versioni in altre lingue.  

Sei sistemi di controllo integrati misurano con precisione e mantengono sotto controllo temperatura, livello di resina, forze di stampa e stato della stampa all'interno della Form 4B. Oltre al sensore della cella di carico della cartuccia e al riscaldamento a conduzione, la Form 4B include un sensore di livellamento della stampante, un sensore del livello di resina, un sensore di forza dell'asse Z e una videocamera. 

Sensore di livellamento della stampante: quando la Form 4B è collegata e accesa, l'interfaccia touchscreen guida automaticamente l'utente nella regolazione del livellamento. Basterà seguire le indicazioni sullo schermo e regolare le gambe della stampante usando lo strumento in dotazione. Il livellamento dell'apparecchio garantisce che il sistema di rilevamento del livello di resina misuri in modo preciso la quantità di resina liquida all'interno del serbatoio, per stampe sempre accurate. 

Sensore del livello di resina: il sensore del livello di resina misura l'esatta quantità di resina all'interno del serbatoio e controlla il sistema automatico di erogazione della resina, garantendo livelli di resina e prestazioni di stampa uniformi.

Sensore di forza dell'asse Z: il sensore di forza dell'asse Z misura le forze esercitate su ciascuno strato durante la stampa e regola automaticamente il movimento dell'asse Z per ridurre al minimo tali forze. Questo garantisce velocità, qualità e affidabilità ottimali per qualsiasi geometria di parte stampata in qualsiasi materiale.

Videocamera: la videocamera integrata all'interno della camera di stampa può scattare una foto o registrare un video in timelapse di ogni stampa completata e caricarla su Dashboard, il software di gestione delle stampanti di Formlabs, da cui è possibile visualizzare lo stato della stampa ovunque ci si trovi. Questa funzione semplifica il monitoraggio in remoto e la tracciabilità della cronologia di stampa come mai prima d'ora. Per rinunciare a questa funzione, basta semplicemente spegnere, coprire o rimuovere la videocamera.

Sono disponibili due diverse piattaforme di stampa per ottimizzare il lavoro e semplificare la rimozione delle parti stampate. Avere una piattaforma di stampa di riserva può velocizzare il workflow e consentire un funzionamento senza interruzioni.

La Build Platform è dotata di una superficie rigida in alluminio. La Build Platform Flex, con la sua tecnologia di rilascio rapido brevettata Quick Release Technology, è dotata di una superficie di stampa flessibile che permette di rimuovere in modo facile e veloce le parti senza usare alcuno strumento. La Build Platform Flex elimina il rischio di danneggiare le parti e ottimizza il workflow. Presenta una superficie di stampa in acciaio inossidabile che garantisce robustezza e resistenza a lungo termine. Risparmia sui costi dei materiali ed esegui più rapidamente la post-elaborazione stampando le parti direttamente sulla Build Platform Flex.

Sia la Form 4B Build Platform che la Build Platform Flex sono dotate di una superficie di stampa di 20 x 12,5 cm, mentre quella della Form 3B Build Platform e della Build Platform 2 misura 14,5 x 14,5 cm. 

Sia la Form 4B Build Platform che la Build Platform Flex, così come la Build Platform (per la Form 2 e le Form 3/B/+) e la Build Platform 2 (per le Form 3/B/+), sono compatibili con la nuova Form Wash (di seconda generazione). 

Nel complesso processo di creazione dei prodotti, ogni secondo può fare la differenza. Quando il team ingegneristico di Formlabs ha iniziato a creare la Form 4B, velocità, affidabilità, precisione e prestazione dei materiali erano di primaria importanza. Dietro la realizzazione della Form 4B ci sono innumerevoli ore di ricerca e sviluppo. L'obiettivo era creare uno strumento in grado di fornire la migliore cura per i pazienti nel minor tempo possibile.

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