Onyx è un materiale per la stampa 3D industriale sviluppato da Markforged. Si tratta di un materiale composito e quindi costituito da più di una sostanza, in particolare nylon miscelato con fibre corte di carbonio. Questa specifica combinazione conferisce a Onyx una serie di qualità uniche, che andremo ad approfondire in questo articolo.
Oltre a una panoramica delle caratteristiche di questo materiale per la produzione additiva, potrai leggere un’intervista al nostro tecnico esperto di additive manufacturing, che racconterà la sua esperienza con Onyx attraverso esempi pratici e concreti.
Proprietà e varianti del materiale Onyx
- Tecnico e Funzionale – Onyx è dotato di elevate caratteristiche tecniche e meccaniche: è resistente e garantisce un’ottima finitura superficiale. Il tutto senza presentare i limiti di altri materiali tecnici comparabili.
- Plug and Play – è semplice da usare anche per gestire piccole produzioni. Stampare pezzi in Onyx è facile e veloce: quando un cliente riceve una macchina Markforged tutto è già predisposto e pronto all’uso. La stampante va solo accesa.
- Flessibile e Versatile – è adatto sia per la prototipazione che per creare parti funzionali in una grande varietà di applicazioni.
- Rinforzabile – grazie al processo CFF Continuous Filament Fabrication, le stampanti Markforged sono in grado di inserire fibre continue di Carbonio, Kevlar e fibra di vetro all’interno di Onyx, garantendo performance meccaniche comparabili all’alluminio nel caso del carbonio e a materiali decisamente più tecnici e costosi per le altre di fibre.
Oltre alla versione standard, Markforged ha sviluppato 2 varianti di Onyx, in particolare:
- Onyx FR, pensato per la produzione di parti che richiedono un elevato livello di sicurezza contro l’incendio. Markforged ha infatti ottenuto una certificazione ignifuga per questo materiale, che contiene additivi antifiamma. Onyx FR è indicato per utilizzi in ambito aerospaziale, trasporto e automotive.
- Onyx ESD, che grazie a un particolare additivo offre precisione, resistenza e finitura superficiale superiori unite alla protezione verso le cariche elettrostatiche (Electrostatic Discharge, ESD). Questa variante soddisfa infatti gli standard di sicurezza richiesti ed è quindi adatto per la produzione di parti ESD, come ad esempio parti per l’elettronica, e applicazioni avanzate come:
- Prese a vuoto
- Sistemi di movimentazione
- Pick and Place
- Vassoi per movimentazione
- Contenitori per componenti per l’elettronica
Perché il materiale Onyx è migliore di altre plastiche
Intervista con il nostro esperto
Per comprendere i vantaggi di questo materiale da vicino, abbiamo deciso di parlarne con il nostro esperto sul campo Matteo Furlan.
Matteo svolge quotidianamente attività di formazione e fornisce assistenza tecnica ai clienti Nuovamacut che acquistano stampanti Markforged e utilizzano Onyx nelle loro lavorazioni additive.
Matteo Furlan, Field Service Engineer TS Nuovamacut
Matteo, la semplicità di utilizzo è un po’ il marchio di fabbrica della tecnologia Markforged – il brand di stampanti industriali che ha sviluppato il materiale Onyx. La tua esperienza con i clienti Nuovamacut conferma questo aspetto?
Assolutamente. Tutto il sistema per l’additive manufacturing ideato da Markforged, dalla stampante al software di stampa, è stato concepito per essere intuitivo e facile da utilizzare. Basti pensare che in media i nostri clienti necessitano di una sola giornata di training per iniziare a realizzare i primi pezzi 3D in autonomia dopo l’acquisto di una Markforged.
Onyx si inserisce perfettamente in questo quadro: la sua duttilità lo rende un materiale poco problematico. Oserei dire che è l’alternativa perfetta per chi vuole passare alla manifattura additiva senza intoppi e incidenti di percorso.
Hai detto che Onyx è un materiale poco problematico. Questa caratteristica rende Onyx preferibile ad altri materiali alternativi? Spiegaci meglio questo punto.
Certo. Mi riferisco in primo luogo al controllo dei settaggi di stampa: per stampare con Onyx è sufficiente utilizzare i settaggi preimpostati delle macchine Markforged. In altre parole, non è necessario svolgere un periodo di ricerca iniziale per individuare la combinazione di impostazioni ideale per la stampa, come solitamente accade con altri materiali e tecnologie. Chiunque acquisti una stampante Markforged per realizzare pezzi con il materiale Onyx può letteralmente iniziare a produrre da subito.
I nostri clienti necessitano di una sola giornata di training per iniziare a realizzare i primi pezzi 3D in autonomia dopo l’acquisto di una Markforged
Un altro punto critico riguarda la gestione delle temperature. Gli altri materiali tecnici che offrono prestazioni analoghe – come ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), nylon non rinforzato, polipropilene, ULTEM – necessitano di un ambiente costantemente riscaldato ad alte temperature (indicativamente intorno ai 100°) durante la stampa. Un accorgimento che serve a scongiurare il ritiro termico e la conseguente eventuale rottura dei componenti in stampa. Questo vincolo è del tutto assente con Onyx, che permette addirittura di interrompere la stampa senza avere conseguenze, ad esempio per inserire componenti commerciali per migliorare la funzionalità e la durevolezza dei pezzi. Questa caratteristica conferisce grande libertà e flessibilità in tutte le fasi, dalla progettazione alla realizzazione di un componente.
Scegliere Onyx è poi in generale un’opzione più pratica. Basti pensare a un ulteriore aspetto, secondario ma a suo modo importante: il filamento è avvolto in bobine, estremamente semplici da gestire. Altri materiali simili sono invece proposti all’interno di cartucce il cui stato è monitorato da specifici chip, un po’ come accade con i toner delle stampanti a uso domestico. In questo modo tuttavia il materiale non è direttamente visibile e la cartuccia va rispedita al fornitore in caso di problemi. Una soluzione più macchinosa e meno immediata.
Esistono casi in cui le peculiarità di Onyx si sono rivelate particolarmente efficaci per risolvere problemi o superare determinati ostacoli?
Un caso che incontriamo spesso è quello di aziende che devono realizzare mani di presa di bracci robotici allo scopo di sollevare componenti metallici al contempo pesanti e dalla superficie delicata.
Solitamente le aziende sperimentano in una prima fase metodi di produzione e materiali più tradizionali, come la lavorazione in CNC di alluminio e plastiche non rinforzate. Soluzioni tuttavia subottimali, poiché le mani in alluminio tendono a segnare i componenti durante la movimentazione, mentre le plastiche standard non reggono lo sforzo richiesto e si flettono durante la presa, impedendo un serraggio corretto.
Scegliendo invece di utilizzare Onyx di Markforged, le aziende sono sempre riuscite a ottenere i risultati di rigidità (grazie anche alla possibilità di inserire fibre lunghe di carbonio dentro i componenti in Onyx) e soft touch ricercati: le mani di presa così realizzate riescono a reggere il peso dei componenti, spostandoli senza graffiarli.
Questo esempio mette in luce quanto Onyx sia un materiale resistente e allo stesso tempo delicato. Una combinazione davvero peculiare e difficile da trovare a parità di investimento economico.
Un altro caso interessante riguarda una squadra automobilistica australiana, che ha realizzato stampi per il condotto di raffreddamento dei freni in Onyx. I condotti sarebbero stati ottenuti con metodo di laminazione della fibra di carbonio.
Stampo per il condotto di raffreddamento dei freni realizzato con il materiale Onyx a confronto con la parte realizzata con tecnologia tradizionale
Oltre all’aver stampato facilmente e a basso costo una forma difficilmente realizzabile con altre tecniche, l’ottima adesione e finitura tipiche del materiale Onyx hanno conferito accuratezza e qualità alle superfici dei pezzi finali.
L’azienda non avrebbe ottenuto lo stesso risultato con altri materiali in cui gli strati (o layer) della stampa sono chiaramente visibili.
In generale, molte aziende optano per Onyx per creare fissaggi o posaggi affidabili, in poco tempo e a costi contenuti. Lo ritengo quindi una scelta davvero efficace per facilitare molte lavorazioni.
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