Fuse X1: noua imprimantă 3D industrială SLS accesibilă de la Formlabs

De peste 15 ani, Formlabs dezvoltă echipamente performante, accesibile și intuitive, astfel încât oricine să își poată transforma ideile în realitate. Gama de imprimante Fuse 1 a adus tehnologia de imprimare 3D prin sinterizare selectivă cu laser (SLS) pe masa de lucru, însă producția industrială de volum mare și fabricarea pieselor de dimensiuni mari au rămas până acum costisitoare și dificil de accesat.

Fuse X1 schimbă această paradigmă. Noua imprimantă produce piese de calitate industrială în aceeași zi, la un cost cu 50% mai redus și cu un debit de producție de trei ori mai mare decât soluțiile concurente. Cu un preț de pornire de 84.999 USD, Fuse X1 face imprimarea 3D industrială SLS în format mare accesibilă pentru un număr mult mai mare de companii, păstrând standardele de calitate, ușurința în utilizare și serviciile de suport caracteristice Formlabs.

 

Fuse X1 permite realizarea prototipurilor de mari dimensiuni într-un interval de doar o zi, reducând sau eliminând necesitatea lipirii mai multor segmente. Astfel, costurile și timpul de lucru scad considerabil, iar ciclurile de dezvoltare sunt accelerate. În același timp, sistemul oferă unul dintre cele mai reduse costuri per piesă (Cost Per Part – CPP) și un nivel foarte ridicat de productivitate pentru piese funcționale, făcând tehnologia SLS competitivă cu turnarea prin injecție pentru un număr tot mai mare de aplicații.

Construiți la scară mare cu Fuse X1

Fuse X1 extinde considerabil limitele imprimării SLS, oferind un volum de construcție de 7,5 ori mai mare decât Fuse 1+ 30W. Până acum, realizarea unor componente de dimensiuni mari presupunea externalizarea producției sau împărțirea modelelor în mai multe secțiuni, care ulterior trebuiau imprimate și lipite.

 

Cu un volum de construcție de 330 × 330 × 565 mm și posibilitatea de a realiza piese cu o lungime maximă de 713 mm, Fuse X1 permite imprimarea unor componente mari dintr-o singură bucată sau cu un număr minim de segmente. Rezultatul este reducerea costurilor, eliminarea unor operațiuni manuale și scurtarea timpilor de execuție.

 

În ciuda acestor dimensiuni impresionante, imprimanta ocupă doar 1,3 m² la sol — mai puțin de jumătate din spațiul necesar imprimantelor industriale SLS tradiționale și doar aproximativ de 2,5 ori mai mult decât Fuse 1+ 30W. Astfel, producția internă a pieselor de mari dimensiuni devine posibilă chiar și în ateliere sau laboratoare cu spațiu limitat.

Cum produce Radio Flyer cadrul unei biciclete electrice cargo în doar două zile

„Fuse X1 ridică standardul pentru prototipurile pe care le prezentăm partenerilor noștri comerciali. Putem itera de trei ori mai des, cu un volum de muncă de nouă ori mai redus. Este o propunere de valoare extrem de atractivă.”
— Agostino LoBello, Product Development Engineer, Radio Flyer

 

Capacitatea unei echipe de dezvoltare de a inova este direct influențată de viteza instrumentelor pe care le utilizează. La Radio Flyer, bicicletele electrice și accesoriile aferente sunt proiectate integral intern.

 

În urmă cu câțiva ani, dezvoltarea unui prototip de cadru pentru bicicletă electrică necesita aproximativ două luni. Procesul începea cu fabricarea unui cadru metalic, peste care erau montate numeroase componente imprimate pe mai multe imprimante 3D.

 

Ulterior, odată cu introducerea imprimantei Form 4L și a materialelor sale performante, inginerii au eliminat cadrul metalic, împărțind modelul CAD în 19 componente separate. Chiar și așa, imprimarea dura aproximativ o săptămână, urmată de câteva zile necesare pentru lipirea pieselor.

 

„Cu Fuse X1 putem imprima întregul cadru al bicicletei Flyer Loop peste noapte și îl putem asambla chiar a doua zi. Am redus timpul de dezvoltare de la două luni, la două săptămâni, iar acum la doar câteva zile.”
— Agostino LoBello

 

În prezent, cadrul bicicletei Flyer Loop poate fi imprimat într-o singură sesiune de lucru pe Fuse X1. LoBello afirmă că piesele sunt suficient de precise dimensional pentru a se îmbina fără dificultate, reducând volumul de muncă de aproximativ nouă ori și timpul necesar realizării prototipurilor la doar 10% din durata inițială. Astfel, echipa poate dedica mai mult timp optimizării produsului final și mai puțin adaptării designului la constrângerile procesului de fabricație.

Cost redus per piesă

Volumul mare de construcție al Fuse X1, împreună cu o densitate de încărcare de peste 30% din volum, permite fabricarea pieselor industriale la un cost cu aproximativ 50% mai redus decât imprimantele concurente, ocupând în același timp doar jumătate din spațiul necesar acestora.

 

Acest cost redus per piesă face producția aditivă mai accesibilă ca niciodată. În plus, API-ul Formlabs permite integrarea Fuse X1 cu sistemele Manufacturing Execution System (MES), facilitând automatizarea și optimizarea fluxurilor de producție.

 

La lansare, Fuse X1 este compatibilă cu Nylon 12 Powder, un material versatil și biocompatibil, care oferă un nivel ridicat de detaliu și precizie dimensională.

 

Formlabs va extinde în perioada următoare portofoliul de materiale compatibile:

  • Nylon 11 Powder – disponibil până la sfârșitul anului 2026;
  • Nylon 12 GF Powder și TPU Powder – disponibile în vara anului 2027.

 

Pentru companiile cu volume ridicate de producție, Formlabs oferă reduceri pentru comenzile de pulbere achiziționate în cantități mari.

Autotiv Manufacturing obține un debit de producție de trei ori mai mare

„Fuse X1 și-a amortizat investiția de aproximativ cinci ori mai rapid decât alte sisteme SLS similare pe care le deținem și le evaluăm. Costul inițial este aproape la jumătate, iar productivitatea este aproximativ dublă. Rentabilitatea investiției se obține extrem de rapid.”
— Evan LaBelle, CEO, Autotiv Manufacturing

 

Autotiv produce peste 10.000 de componente imprimate 3D pe săptămână, ceea ce impune utilizarea unor sisteme rapide, fiabile și eficiente din punct de vedere al costurilor.

 

Anterior, piesele mari erau fabricate pe imprimanta industrială Farsoon SS403P, fiecare ciclu de producție necesitând aproximativ 70 de ore.

 

Fuse X1 reduce acest timp la aproximativ 24 de ore, ceea ce permite realizarea a două sau chiar trei cicluri complete în intervalul necesar anterior pentru unul singur. Acest lucru permite creșterea capacității de producție fără extinderea spațiului de fabricație și reduce semnificativ timpul de livrare către clienți.

 

Costul redus al materialului, timpii scurți de imprimare și reducerile pentru achiziția pulberii în cantități mari contribuie la un cost per piesă foarte competitiv și la o recuperare rapidă a investiției.

 

„Datorită amprentei sale compacte, putem instala mai multe Fuse X1 în același spațiu ocupat de sistemele industriale SLS tradiționale. Astfel putem produce volume mai mari și utiliza mai multe materiale simultan pentru clienții noștri.”
–Evan LaBelle

Producție industrială cu productivitate ridicată

Fuse X1 produce componente de mari dimensiuni în aceeași zi, oferind un debit de producție de aproximativ trei ori mai mare decât imprimantele concurente și de cinci ori mai mare decât Fuse 1+ 30W.

 

Un element esențial al acestei performanțe este noua arhitectură Adaptive Thermal Control, dezvoltată pentru menținerea unor condiții termice stabile în întreaga cameră de imprimare.

 

Sistemul colectează și procesează de 700 de ori mai multe date termice pe secundă comparativ cu Fuse 1+ 30W și controlează 13 zone termice independente, menținând temperatura optimă de sinterizare pe întreaga durată a procesului, de la primul până la ultimul strat.

 

Rezultatul este o calitate constantă a pieselor și o libertate mult mai mare în amplasarea acestora în volumul de construcție.

 

Adaptive Thermal Control permite, pentru prima dată în imprimarea SLS de format mare, o densitate de încărcare de peste 30% din volum.

 

Prin comparație:

  • imprimantele MJF ating aproximativ 10% densitate de încărcare;
  • imprimantele industriale SLS convenționale ating în jur de 20%.

 

Această creștere permite imprimarea unui număr mai mare de piese în fiecare ciclu și conduce la un nivel de productivitate fără precedent.

Pregătirea imprimării se realizează în PreForm, software-ul gratuit de pregătire pentru imprimare dezvoltat de Formlabs. În cazul Fuse X1, amplasarea pieselor este limitată aproape exclusiv de geometria acestora, fiind necesară o distanță minimă de doar 1 mm între componente.

Tesla produce până la 20.000 de piese lunar cu Fuse X1, în locul turnării prin injecție

În cadrul fabricii Tesla Giga Nevada, departamentul de producție aditivă realizează între 10.000 și 30.000 de piese pe săptămână, motiv pentru care viteza, disponibilitatea echipamentelor și timpul redus dintre ciclurile de producție sunt factori esențiali.

 

„Creșterea productivității și reducerea costurilor oferite de Fuse X1 au schimbat complet modul în care evaluăm proiectele pe care laboratorul nostru le poate susține, comparativ cu cele pe care înainte le-am fi transferat către turnarea prin injecție.”
— Cody Jepson, Engineering Technician, Additive Manufacturing, Tesla Giga Nevada

 

Una dintre aplicațiile dezvoltate de Tesla este o șaibă de protecție care fixează panouri de sticlă fără a le zgâria. Componenta este necesară doar pe durata unei perioade de aproximativ șase luni.

 

Inițial, echipa analizase posibilitatea fabricării acesteia prin turnare prin injecție. Totuși, după evaluarea costului per piesă obținut cu Fuse X1, imprimarea SLS s-a dovedit suficient de competitivă pentru a elimina necesitatea investiției într-o matriță.

 

Anterior, piesele trebuiau imprimate în cicluri dedicate, deoarece imprimarea simultană a componentelor mici și mari afecta precizia dimensională din cauza controlului termic limitat al imprimantelor SLS convenționale.

 

Adaptive Thermal Control permite acum utilizarea eficientă a întregului volum de construcție.

 

„Cu Fuse X1 putem amplasa aceste componente în spațiile libere dintre celelalte piese și valorificăm zone care anterior rămâneau neutilizate, reducând și mai mult costul per piesă.”
–Cody Jepson

 

În trecut, costul ridicat al pieselor imprimate prin SLS făcea ca trecerea la turnarea prin injecție să devină justificată după doar două sau trei luni de producție.

 

Astăzi, datorită reducerii semnificative a costului per piesă oferit de Fuse X1, Tesla consideră că această tranziție ar putea să nu mai fie necesară în multe dintre proiectele sale.

Un flux de lucru intuitiv, de la pregătirea imprimării până la piesa finală

Formlabs este recunoscut pentru imprimantele sale intuitive și ușor de utilizat, iar Fuse X1 continuă această tradiție. Ecosistemul Fuse X1 urmează un flux de lucru similar celui al ecosistemului Fuse 1, însă este optimizat pentru producția de volum mare. Procesul este ușor de învățat și poate fi stăpânit în doar câteva minute, fără a necesita un operator dedicat sau un specialist, așa cum se întâmplă în cazul multor imprimante industriale SLS convenționale.

Fluxul de lucru al ecosistemului Fuse X1

După pregătirea pieselor în software-ul PreForm, imprimarea poate fi trimisă către Fuse X1 printr-un singur clic.

Ecranul tactil al imprimantei ghidează utilizatorul în toate etapele pregătirii echipamentului, inclusiv introducerea Fuse X1 Build Unit, un modul mobil cu roți care poate fi mutat rapid între imprimantă și stația Fuse Sift X1, asigurând un flux continuu de producție. După pornirea imprimării, utilizatorul poate urmări în timp real procesul de fabricație prin intermediul unei transmisii video afișate pe ecranul imprimantei.

La finalizarea imprimării, Build Unit este scos din imprimantă pentru răcire. Datorită sistemului integrat de izolare termică, piesele se răcesc în interiorul modulului, în timp ce imprimanta poate începe imediat următoarea lucrare. Acest lucru permite o funcționare aproape continuă și maximizează productivitatea.

Conectorii automați pentru alimentare și transfer de date permit înlocuirea Build Unit-ului în mai puțin de cinci minute, fără cabluri sau operațiuni de aliniere manuală.

După răcire, Build Unit este transportat la Fuse Sift X1, unde are loc îndepărtarea pulberii printr-un proces complet închis și curat. În interiorul compartimentului etanș cu mănuși integrate (glovebox), ansamblul de imprimare este ridicat automat prin simpla apăsare a unui buton, menținând atât operatorul, cât și spațiul de lucru curate.

Un pistol integrat cu aer comprimat permite îndepărtarea rapidă a pulberii de pe piese în doar câteva secunde, eliminând necesitatea curățării manuale cu perii. După depudrare, piesele sunt transferate printr-o trapă integrată într-un recipient dedicat, eliberând imediat spațiul de lucru.

În același timp, sistemul automat de transport al pulberii transferă materialul recuperat din Fuse Sift X1 către Mix Kit, fără intervenția operatorului. Cu o capacitate suficientă pentru pulberea rezultată din trei până la cinci cicluri complete de imprimare, Fuse Sift X1 elimină blocajele generate de operațiunile de curățare în producția de volum mare.

După depudrare, piesele sunt introduse în stația Fuse Blast, unde sunt curățate și finisate.

Noul Fuse Blast High Capacity Kit oferă o capacitate cu aproximativ 50% mai mare, fiind destinat atât pieselor de dimensiuni mari, cât și loturilor extinse. Acesta include un coș rotativ cu diametrul mărit și o deschidere de 400 mm, comparativ cu 270 mm în cazul coșului standard, putând procesa un volum echivalent cu două până la trei volume complete de construcție ale imprimantei Fuse 1+ 30W.

Utilizatorii care dețin deja un ecosistem Fuse 1 pot instala acest kit pe echipamentul existent în aproximativ trei minute, extinzând imediat compatibilitatea pentru piesele produse cu Fuse X1 sau pentru mai multe loturi provenite de la Fuse 1 și Fuse 1+ 30W.

O unitate alimentează imprimanta cu pulbere reîmprospătată, iar o a doua transportă pulberea recuperată și cernută din Fuse Sift X1 către Mix Kit. Adăugarea unei a treia unități Vacuum Conveyor mărește capacitatea de stocare și permite depozitarea pulberii utilizate sau deja amestecate în recipiente industriale din fibră.

Fiabilitate bazată pe Print Intelligence™ cu inteligență artificială

Pornind de la experiența acumulată cu Fuse 1+ 30W, inginerii Formlabs au dezvoltat pentru Fuse X1 tehnologia Print Intelligence™, bazată pe inteligență artificială.

 

Aceasta monitorizează, adaptează și protejează fiecare etapă a procesului de imprimare, oferind nivelul ridicat de fiabilitate și simplitate cu care utilizatorii Formlabs sunt deja obișnuiți.

 

Una dintre cele mai frecvente cauze ale eșecurilor în imprimarea SLS este contaminarea cu particule străine. Chiar și un singur fir de păr poate compromite întreaga construcție și poate genera pierderi de mii de dolari prin oprirea producției.

 

Print Intelligence elimină această problemă prin detectarea în timp real a defectelor și izolarea automată a piesei afectate din straturile următoare. În loc ca o singură contaminare să compromită întregul volum de construcție, sistemul permite finalizarea imprimării pentru toate celelalte piese, maximizând randamentul producției.

 

Print Intelligence este alcătuit din cinci subsisteme integrate:

  • AI Failure Prevention utilizează algoritmi de viziune artificială și imagistică termică în timp real pentru monitorizarea fiecărui strat și detectarea anomaliilor înainte ca acestea să conducă la un eșec al imprimării. Defectele sunt identificate instantaneu, iar piesele afectate sunt eliminate selectiv din proces, economisind timp și material.
  • Thermal Management menține condiții termice uniforme în întregul volum de construcție prin intermediul a 13 zone termice controlate independent și al monitorizării continue a temperaturii, curentului elementelor de încălzire și imaginilor furnizate de camerele termice.
  • Motion Control asigură funcționarea precisă a sistemelor de distribuire și nivelare a pulberii prin control în buclă închisă pe cinci axe, utilizând encodere de înaltă precizie.
  • Systems Health Monitoring verifică permanent starea echipamentului prin monitorizarea presiunii din cameră, a nivelului pulberii și a sistemelor de siguranță.
  • Optics Control optimizează funcționarea laserului de 120 W și a galvanometrelor de înaltă performanță, monitorizând în timp real temperatura, curentul și transparența ferestrei optice pentru a menține performanțe constante pe întreaga durată a imprimării.

 

Împreună, aceste subsisteme detectează problemele înainte ca acestea să compromită întreaga construcție, reducând consumul de material, economisind timp și asigurând livrarea pieselor conform planificării.

Instalarea Fuse X1 în propria unitate de producție

Imprimantele industriale convenționale cu fuziune în pat de pulbere necesită adesea investiții importante în infrastructură, sisteme HVAC dedicate și mai multe zile pentru instalare și punerea în funcțiune.

Fuse X1 elimină aceste cerințe.

 

Echipamentul poate fi transportat printr-o ușă standard și instalat în mai puțin de o oră, astfel încât producția poate începe chiar din prima zi. Pentru funcționare sunt necesare doar alimentare electrică monofazată și o sursă externă de azot, fără modificări majore ale infrastructurii existente.

 

Cu o amprentă la sol de doar 1,3 m², Fuse X1 ocupă mai puțin de jumătate din spațiul necesar imprimantelor industriale SLS tradiționale. Astfel, în aceeași suprafață pot fi instalate de aproximativ două ori mai multe imprimante, crescând productivitatea pe metru pătrat și făcând posibilă fabricarea pieselor de mari dimensiuni chiar și în laboratoare sau ateliere compacte.

Instrumentele necesare pentru a transforma ideile în realitate

Misiunea Formlabs este aceea de a dezvolta tehnologii care permit oricui să transforme ideile în produse reale.

 

Prin ecosistemul Fuse X1, imprimarea 3D industrială SLS de format mare devine mai accesibilă ca niciodată, oferind utilizatorilor posibilitatea de a produce componente mai mari, volume de producție mai ridicate și toate acestea la un cost per piesă semnificativ redus.

 

Descoperiți întregul ecosistem Fuse X1 pentru a afla mai multe despre noua generație de producție aditivă industrială sau contactați echipa Formlabs pentru a începe imprimarea.

Pentru mai multe informații:

Contactați-ne