La soluzione combinata di prototipazione e produzione offerta da Protolabs permette a Thorlabs di risparmiare mesi preziosi di sviluppo del suo prodotto
Thorlabs ha ridotto di diversi mesi il Time to Market del suo nuovo controllore di polarizzazione motorizzato avvalendosi dell’analisi di fattibilità, dei servizi di produzione on-demand di Protolabs per la realizzazione esternalizzata dei suoi pezzi.
Il controller di polarizzazione è un dispositivo estremamente tecnico che controlla lo stato di polarizzazione della luce. La polarizzazione specifica l’orientamento geometrico delle onde luminose, per cui il suo controllo è importante per una varietà di applicazioni quali le comunicazioni ottiche, i sensori di fibre ottiche, la misurazione della PDL, e i collaudi dei componenti. Il dispositivo prodotto da Thorlabs ottimizza l’allineamento della luce che viaggia attraverso diversi componenti ottici sensibili mediante lo spooling, l’avvolgimento e la torsione di una fibra utilizzando le bobine di una paletta di polarizzazione. L’utilizzo di un motore per la paletta di polarizzazione offre una migliore ripetibilità dell’avvolgimento e della torsione della fibra rispetto all'esecuzione manuale.
Generalmente utilizzata da laboratori, l’apparecchiatura specialistica è prodotta in bassi volumi e deve soddisfare standard rigorosi.
Thorlabs doveva esternalizzare i pezzi dell’alloggiamento dei motori e altre parti del prodotto. Prima di passare alla produzione finale, l’azienda ha dovuto testare i design per confermare la scelta dei materiali, le prestazioni dei motori, le dimensioni dei fori delle viti e altri aspetti.
Philip Storey, Senior Engineering Buyer di Thorlabs, ha commentato: “Il nuovo prodotto è un attrezzatura molto specializzata che ha richiesto parecchi sviluppo e collaudi prima di andare in produzione. Il fatto che Protolabs sia stata in grado di fornire un feedback sul design poche ore dopo il nostro caricamento del file CAD nel suo software di analisi della fattibilità, la prototipazione rapida dei pezzi e la soluzione offerta dall’azienda di stampaggio a iniezione per volumi ridotti, in grado di contenere il costo unitario è stato un aiuto prezioso.
“Tutto questo pensiero collaborativo è estremamente utile per i fabbricanti di prodotti specialistici che, come noi, richiedono la produzione di pezzi in volumi bassi-medi. Ha anche significato che i design dei prototipi e il materiale scelto tenevano in considerazione il processo di produzione finale.”
Protolabs ha prodotto diversi prototipi usando la stampa 3D stereolitografia. Questo processo, che impiega resine termoindurenti polimerizzate con la luce ultravioletta, offre un’ampia scelta di materiali dalle diverse resistenze alla trazione, moduli di flessione ed elasticità e allungamento alla rottura. Combinando una buona finitura di superficie all’elevata risoluzione dei dettagli, la stereolitografia è in grado di produrre pezzi che riproducono in prestazioni e aspetto quelli ottenuti con lo stampaggio a iniezione.
Thorlabs intendeva stampare a iniezione i pezzi finali utilizzando come materiale l’ABS nero per la sua resistenza e una buona finitura naturale della superficie. L’ABS nero è anche un buon isolante elettrico, proprietà che lo ha reso una scelta ideale per questa applicazione. Un materiale nero simile all’ABS è stato impiegato per la prototipazione, per i collaudi dei design, in quanto non replica soltanto le proprietà meccaniche del vero ABS, ma il suo colore nero intenso e le superfici esterne lucide ofrrono l’aspetto di un pezzo stampato.
Il design di ogni nuovo prototipo è stato consegnato in meno di una settimana, permettendo a Thorlabs di testare e valutare rapidamente ogni nuova iterazione, per assicurarne la correttezza prima di passare alla fase di produzione.
Una volta approvato il design finale, la società ha fatto un ordine iniziale di 75 pezzi da realizzare con lo stampaggio a iniezione. Gli stampi tradizionali in acciaio avrebbero richiesto dalle 12 alle 15 settimane per la loro produzione, con un costo unitario piuttosto elevato rispetto ai volumi richiesti dalla società.
La soluzione di stampaggio a iniezione on-demand di Protolabs ha quindi rappresentato una valida alternativa. Impiegando stampi in alluminio meno costosi, Protolabs è stata in grado di ridurre il prezzo unitario e consegnare i pezzi finali in una frazione del tempo richiesto da altri fornitori. Dalla produzione degli stampi alla consegna dei pezzi in plastica ABS relativi al primo ordine ci sono volute meno di cinque settimane. Gli ordini successivi di 100, 150 e 200 pezzi sono stati tutti consegnati in meno di una settimana.
Jamie Philips, Account Manager di Protolabs, ha spiegato: “Lo stampaggio a iniezione è solitamente considerato una soluzione valida per i pezzi prodotti in massa, in decine di migliaia o centinaia di migliaia di unità. Eppure ci sono numerose aziende produttrici operanti nell’elettronica che si avvalgono dello stampaggio a iniezione in volumi ridotti per produrre componenti di prodotti specialistici.
“Utilizzando gli stampi in alluminio siamo in grado di ridurre il tempo e il costo della produzione di bassi volumi, in modo che i fabbricanti di prodotti specialistici possano piazzare ordini di piccole e medie dimensioni ad un prezzo unitario inferiore. Se vi servono piccoli quantitativi di pezzi stampati a iniezione, da poche centinaia fino a ventimila unità, il nostro servizio di fabbricazione on-demand vi permetterà di risparmiare tempo e denaro.”
L’offerta della prototipazione rapida e della fabbricazione mediante una gamma di diverse tecnologie di produzione permette a Protolabs di proporre una soluzione completa di sviluppo dei prodotti per i pezzi esternalizzati in grado di ridurre i tempi di lavorazione di settimane se non addirittura di mesi.