Cum ajută Form 4L și seria Fuse Microsoft să rămână în avangarda tehnologiei

Există multiple motive pentru care Microsoft, un pionier al industriei tehnologice, a reușit să rămână atât de mult timp în fruntea dezvoltării hardware și software. A fi lider într-un domeniu dinamic necesită viteză fără compromisuri, o obsesie pentru inovație de cea mai înaltă calitate și un angajament ferm față de standarde riguroase în fiecare componentă.

 

De opt ani, Mark Honschke conduce procesul de prototipare rapidă la Advanced Prototyping Center (APC) al Microsoft, unde 95% dintre produsele hardware ale gigantului tehnologic sunt proiectate, testate sau dezvoltate. APC respectă angajamentul Microsoft față de rapiditate – Honschke compară activitatea centrului cu „alergarea unui maraton în ritmul unui sprinter”. Echipa sa primește solicitări din peste 80 de categorii de hardware – și de la multiple echipe din cadrul acestor categorii – menținând constant un timp de livrare de 24 de ore.

Integrarea imprimantelor Form 4 și Form 4L în fluxul de lucru i-a permis lui Honschke să crească numărul de ture de imprimare, mutând unele proiecte din timpul nopții într-un program de „imprimare pe timpul zilei” pentru a accelera iterațiile și a îmbunătăți productivitatea. Pe lângă imprimantele stereolitografice (SLA) desktop și de banc de lucru de la Formlabs, APC utilizează și două imprimante din seria Fuse cu sinterizare selectivă cu laser (SLS) pentru producția de piese funcționale din nylon de calitate finală.

 

„Form 4 este alegerea noastră principală pentru proiectele care necesită toleranțe stricte și materiale de calitate inginerească. Aceasta produce piese performante într-un timp de imprimare remarcabil de rapid și le oferă creatorilor noștri de modele posibilitatea de a realiza mai multe iterații într-un interval de 24 de ore.” — Mark Honschke, Additive Prototyping Lead la Microsoft’s Advanced Prototyping Center

Cum se integrează imprimantele 3D Formlabs la Microsoft

APC utilizează zilnic și nocturn mai multe imprimante, menținând un flux constant de producție pentru cele 80 de categorii de produse și proiectele diverse din cadrul acestora. Deși piesele variază de la o zi la alta, volumul de muncă rămâne constant. Pentru a face față cererii continue, APC dispune de mai multe imprimante cu modelare prin depunere fuzionată (FDM), două imprimante Fuse 1+ 30W cu sinterizare selectivă cu laser (SLS) de la Formlabs, șapte imprimante PolyJet full-color și cinci imprimante 3D SLA Formlabs, inclusiv Form 4 și Form 4L.

 

Echipa lui Honschke funcționează ca un centru intern de servicii, analizând fiecare cerere pentru a determina cel mai potrivit material și echipament, discutând opțiunile cu solicitantul, apoi gestionând întregul proces – de la configurare și imprimare la post-procesare și livrare – într-un interval de 24 de ore.

Acest model, deși extrem de rapid, nu era suficient pentru un grup specific din cadrul Microsoft – Arhitecții. „Arhitecții se află între designeri și ingineri. Ei preiau informații de la echipa de design, creează un concept, apoi dezvoltă prototipuri până când designerii sunt mulțumiți de experiența utilizatorului. După aceea, predau produsul inginerilor pentru producție,” explică Honschke. „Lucrează constant într-un spațiu creativ deschis, fără a urma întotdeauna un program rigid.”

Pentru a satisface nevoile acestui grup, APC avea nevoie de o capacitate de imprimare suplimentară, ușor de utilizat, accesibilă, rapidă și capabilă să producă piese de înaltă calitate dintr-o gamă variată de materiale. Un arhitect care utilizase anterior imprimante Formlabs a sugerat Form 3, însă flota s-a extins rapid pentru a include Form 3L, Fuse 1+ 30W, Form 4 și, acum, Form 4L.

 

„Pentru mine, tehnologia Formlabs este o unealtă indispensabilă. O mare parte din munca mea constă în analizarea flotei de imprimante în raport cu cererile primite, identificarea punctelor slabe și găsirea tehnologiei potrivite pentru a le acoperi. Formlabs joacă un rol foarte specific pentru noi. Nu este doar o soluție generală de imprimare 3D – deși se descurcă foarte bine și în acest aspect – ci mai ales o tehnologie care ne oferă materiale de calitate inginerească, cu rezoluție înaltă și o finisare excelentă a suprafețelor.” — Mark Honschke, Additive Prototyping Lead la Microsoft’s Advanced Prototyping Center

 

Versatilitatea materialelor și diversitatea proprietăților mecanice disponibile în ecosistemul Formlabs permit echipei să selecteze rășina potrivită pentru fiecare proiect în parte. Datorită timpilor rapizi de imprimare ai Form 4 și Form 4L, echipa lui Honschke poate schimba materialele de mai multe ori pe zi, alegându-le pe cele mai potrivite pentru fiecare aplicație, în loc să folosească doar ce este deja instalat în imprimantă.

 

„Tough 2000 Resin este materialul nostru de bază. Grey Pro și Tough 2000 oferă o rezistență inginerească la o rezoluție extrem de ridicată – un nivel pe care cu greu îl putem obține prin alte tehnologii.” — Mark Honschke

Integrarea imprimantei Form 4 în APC-ul Microsoft

La APC, Honschke primește cereri până în jurul orei 16:00, moment în care începe rularea imprimantelor pentru producția peste noapte. Dimineața, după ce piesele sunt scoase, post-procesate și livrate, echipa caută noi solicitări care pot fi finalizate în aceeași zi. O imprimantă de înaltă precizie, capabilă să transforme o piesă dintr-un proiect peste noapte într-unul realizabil pe parcursul zilei, poate îmbunătăți semnificativ productivitatea flotei.

 

„O piesă pe care am imprimat-o cu Form 3+ a durat 8 ore și 19 minute. Pe Form 4, a fost finalizată în puțin peste două ore. Acum putem folosi aceste imprimante pentru producție pe parcursul zilei, mai ales datorită noii viteze pe care o observăm — Form 3+ nu era considerată o tehnologie potrivită pentru producția de zi,” explică Honschke.

 

Pentru un laborator care procesează sute de piese pe săptămână, rularea unui ciclu de producție pe timpul zilei, în loc de a aștepta peste noapte, ajută la menținerea unui flux de lucru eficient în cadrul Microsoft. Unele piese fac parte din produse noi, încă în primele etape de proiectare, unde o idee inovatoare trebuie testată rapid. Alte piese sunt soluții pentru probleme din fabrică sau redesign-uri care pot menține producția în funcțiune și economisi timp și bani în procesul de asamblare.

 

„Obiectivul laboratorului nostru este să iterăm de mai multe ori într-un interval de 24 de ore. Primim cereri în mod constant, iar unele dintre ele sunt foarte sensibile la timp. Echipele trebuie să înțeleagă rapid de ce o piesă poate eșua, astfel încât să poată reveni imediat la fabrică și să spună: ‘Aceasta este modificarea geometrică necesară pentru a face piesa funcțională,’” explică Honschke.

De când Form 4 a fost integrată în fluxul de lucru, echipa a reușit să imprime de mai multe ori pe zi și să redistribuie imediat o parte din sarcinile altor imprimante SLA. „Am început să imprimăm în câteva minute după ce am pornit mașina. Configurarea a fost foarte simplă. Ne place mult noul design al racletei și mecanismul de blocare a rezervoarelor de rășină,” spune Honschke.

 

Viteza și ușurința utilizării nu sunt singurele criterii esențiale pentru o imprimare de succes. Calitatea suprafeței și precizia imprimării rămân aspecte critice, deoarece multe dintre aceste piese vor fi utilizate pentru aprobarea finală a designului sau ca machete care trebuie să aibă un aspect impecabil.

 

„Pe unele piese mici, am observat că finisajul suprafeței este mai bun decât la imprimantele anterioare. Pentru piesele transparente, preferăm imprimantele Formlabs, deoarece reduc efectul de refracție stratificată, oferind o claritate mult mai bună. Am spus adesea că este cea mai apropiată variantă de claritatea completă pe care o poți obține cu o rășină SLA,” afirmă Honschke.

Form 4L: Extinderea capacității de producție la APC

De când Form 4L a fost integrată în APC, Honschke și colegul său, Ryan Laprise, au reușit să accepte mai multe comenzi și să crească productivitatea centrului.

 

Recent, un coleg a solicitat un înveliș pentru tabletă care depășea volumul de construcție al imprimantelor Form 4 din laborator și trebuia finalizat rapid. „Aceasta era o piesă pe care nu am fi putut să o realizăm înainte de Form 4L. Timpul de execuție ar fi fost prea lung, iar imprimarea 3D nu ar fi fost o opțiune viabilă. Ar fi încetinit procesul iterativ,” explică Honschke. Echipa de imprimare 3D a folosit Form 4L pentru prototipare și a livrat piesele în aceeași după-amiază. „Dacă putem obține rezultate în doar patru ore, este o schimbare majoră,” adaugă el.

 

Totuși, timpul de imprimare nu este singurul factor important – procesarea prealabilă și post-procesarea au, de asemenea, un impact semnificativ asupra eficienței echipei. Form 4L a simplificat fluxul de lucru pentru imprimarea 3D cu rășină la APC, reducând timpul necesar atât pentru pregătirea imprimării, cât și pentru finisare, ceea ce accelerează procesul de la concept la livrare.

 

Datorită volumului său de construcție, Form 4L elimină necesitatea de a împărți piesele în două și oferă echipei flexibilitate atât pentru producția rapidă pe parcursul zilei, cât și pentru volume mai mari peste noapte. În plus, utilizarea unor suporturi cu puncte de contact mai mici a redus semnificativ timpul de post-procesare.

APC primește frecvent cereri pentru prototipuri de tip proof of concept (POC) pentru produse precum Xbox, tabletele Surface și căști audio. Deoarece componentele nu sunt fabricate simultan, imprimarea 3D devine esențială. „Uneori primesc plăcile de circuite într-o săptămână, dar cadrul central al dispozitivului abia peste trei săptămâni. Și trebuie să ne dăm seama: ‘Placa de circuite este cu jumătate de milimetru mai groasă, așa că acum nu putem închide carcasa.’ Când realizăm astfel de prototipuri, nu este vorba de una sau două unități, ci de 50 până la 100 de bucăți,” explică Honschke.

 

Recent, APC a primit o solicitare POC pentru 50 de cadre intermediare pentru Xbox, din cauza unor probleme cu externalizarea anumitor componente interne. „Le-am spus: ‘Da, putem produce cele 50 de piese, dar nu le putem curăța manual.’ Totuși, cu Form 4L, acest aspect nu a mai fost o problemă majoră, deoarece suporturile au fost mult mai ușor de îndepărtat.”

„Am reușit să realizăm trei cicluri complete de imprimare în trei zile, în loc de o săptămână și jumătate. Practic, Form 4L și-a amortizat costurile doar cu acest proiect.” — Mark Honschke, Additive Prototyping Lead la Microsoft’s Advanced Prototyping Center

 

Prin integrarea imprimantelor Form 4 și Form 4L, APC a deschis noi oportunități – dacă pot produce piese de înaltă calitate într-un timp atât de scurt, vor putea realiza mai multe proiecte POC intern, fără a apela la terți. „Xbox dezvoltă una sau două construcții POC pe an, iar Surface două-trei. Dacă putem oferi acest serviciu intern, A) este mai sigur din punct de vedere al protecției datelor și B) dacă suntem mai rapizi, putem identifica problemele mai devreme. Cred că există o oportunitate de business solidă pentru Form 4 și Form 4L și sunt convins că merită să angajăm personal dedicat exclusiv pentru operarea acestor imprimante,” concluzionează Honschke.

Cum face seria Fuse producția de piese funcționale mai eficientă ca niciodată

Deși viteza imprimantelor Form 4 și Form 4L a contribuit la creșterea productivității echipei lui Honschke și la gestionarea unor comenzi mai mari de prototipuri, tehnologia utilizată se schimbă atunci când este nevoie de piese funcționale finale sau de prototipuri robuste, capabile să reziste utilizării practice.

 

Pe măsură ce gama de produse Microsoft s-a extins, APC a fost nevoit să se adapteze. Una dintre soluții a fost integrarea unor tehnologii diferite, optimizate pentru diverse aplicații. „Pe măsură ce Microsoft a introdus noi categorii de produse, am observat o cerere crescută pentru prototipuri de înaltă rezoluție, capabile să reziste la utilizare reală, de la benzi pentru căști până la carcase de controllere. SLS a fost cea mai bună soluție pentru producerea acestor prototipuri,” explică Honschke.

 

Imprimantele SLS (sinterizare selectivă cu laser) sau alte tehnologii de fuziune cu pat de pulbere, precum MJF, sunt ideale pentru piese funcționale, oferind precizie dimensională ridicată și durabilitate pentru a rezista la îndoire, întindere, presiune sau depozitare greșită într-o husă. Atunci când APC a început să evalueze ce imprimantă cu pulbere să adauge flotei, amprenta redusă și ușurința de utilizare a seriei Fuse au fost factori decisivi.

 

„Majoritatea sistemelor SLS standard necesită un spațiu mare, costuri ridicate de instalare și sunt, în general, dificile și murdare de operat. Pe lângă dimensiunea compactă a imprimantei, sistemul Formlabs este conceput pentru a elimina dezavantajele sistemelor SLS tradiționale, iar îmbunătățirile continue fac producția de piese SLS cât mai simplă posibil.” — Mark Honschke, Additive Prototyping Lead la Microsoft’s Advanced Prototyping Center

 

Seria Fuse a ajutat echipele de inginerie din producție să finalizeze produsele în ultimele etape de aprobare, înainte de a trece la fabricația de masă. Pentru majoritatea produselor Microsoft, ansamblurile complexe și formate din mai multe piese sunt fabricate în locații diferite, ceea ce face dificilă reunirea tuturor componentelor pentru construirea unui proof of concept (POC) final. Întrucât echipele depind de timpii de livrare ai firmelor de logistică și ai furnizorilor globali, piesele nu ajung întotdeauna simultan – chiar și atunci când termenul limită de aprobare este iminent. Seria Fuse permite echipelor să creeze rapid prototipuri finale care simulează produsul fabricat, permițând identificarea și corectarea rapidă a eventualelor probleme înainte de a comanda sculele pentru producția de masă.

 

„Asamblarea manuală a unui set complet de piese îi ajută pe ingineri să înțeleagă mai bine problemele de potrivire și montaj care ar putea întârzia producția. De multe ori, din cauza întârzierilor de producție sau a problemelor de transport, este dificil să avem toate piesele la timp pentru un test POC, iar aici intervine Fuse. Ne permite să compensăm lipsa unor componente, oferind piese care simulează cele fabricate în mod tradițional,” explică Honschke.

Evoluția tehnologiei Formlabs în timp

O parte esențială a activității lui Honschke este să se asigure că APC dispune de instrumentele potrivite pentru a face față cererilor și proiectelor variate, care se schimbă constant. Extinderea flotei cu tehnologiile SLA și SLS de la Formlabs i-a ajutat să răspundă mai rapid și mai eficient la aceste provocări.

 

Progresele tehnologice aduse de Form 4 și Form 4L au permis echipei Microsoft să realizeze mai multe într-o singură zi, iar seria Fuse ajută la atenuarea problemelor din lanțul de aprovizionare înainte ca producția finală să înceapă. Pentru o companie care „aleargă un maraton în ritmul unui sprinter” și care de zeci de ani se află în fruntea industriei tehnologice, viteza și fiabilitatea acestor imprimante reprezintă un avantaj semnificativ.

 

„Toate printurile noastre au avut un succes ridicat, iar de când am introdus Form 4L, aproape toate imprimările noastre au fost realizate pe această platformă. Cred că este exact ceea ce te aștepți de la o imprimantă de generație nouă. Când vom decide să înlocuim o parte din flota noastră de imprimante, vom opta pentru mai multe unități Form 4 și Form 4L.” — Mark Honschke, Additive Prototyping Lead la Microsoft’s Advanced Prototyping Center

Pentru mai multe informații:

Contactați-ne