Quando si parla di produzione additiva in ambito automotive, pochi esempi sono più significativi di quello di Tesla Giga Nevada. Il reparto Additive Manufacturing dello stabilimento produce tra le 10.000 e le 30.000 parti a settimana, con una regola ferrea: ogni pezzo deve essere consegnato entro 24 ore. In questo contesto, la scelta delle macchine giuste non è una questione di preferenze tecnologiche, ma una necessità operativa. Ecco perché l’adozione della stampante SLS Formlabs Fuse X1 ha rappresentato un cambio di passo concreto: più pezzi, più grandi, in meno tempo — senza compromessi sulla qualità.
Tesla dispone di tre team di produzione additiva distribuiti negli Stati Uniti, tra Nevada, California e Texas. Per questi reparti, la velocità non è un optional: è un requisito operativo fondamentale. I pezzi devono essere consegnati entro 24 ore, e il team di tre persone della divisione Additive Manufacturing di Tesla Giga in Nevada produce tra le 10.000 e le 30.000 parti a settimana. In questo scenario, le stampanti devono essere rapide, i tempi di cambio vassoio minimi e l’uptime delle macchine è critico.
Per riuscire a rispettare la finestra di 24 ore con le tradizionali stampanti SLS di grande formato, Cody Jepsen era costretto a stampare le build ad altezza dimezzata (circa 230 mm), sezionando i pezzi più grandi affinché la stampa rientrasse nei tempi. Un approccio che comportava alcuni accorgimenti all’intero processo di produzione:
Con l’adozione di Fuse X1, tutto è cambiato. Jepsen può ora stampare parti di grandi dimensioni — più del doppio in altezza — entro le 24 ore, senza alcuna suddivisione dei file. Il volume di build di Fuse X1 è di 330 × 330 × 565 mm, 7,5 volte superiore rispetto a Fuse 1+ 30W. La maggior parte delle build viene completata in meno di 24 ore, permettendo così di sfruttare l’intera altezza Z in una singola giornata lavorativa.
“Con il nuovo Fuse X1, siamo in grado di utilizzare l’intera altezza Z in una finestra di 24-26 ore, a seconda di quanto densamente carichiamo la macchina. Riuscire a usare tutto il volume di build in un solo giorno è davvero il punto di forza di questa macchina per il nostro workflow.”
— Cody Jepsen
A causa del limite delle 24 ore, Jepsen era solito sezionare i jig di grandi dimensioni in parti inferiori a 230 mm, aumentando significativamente il lavoro manuale. Ogni giunto richiedeva diversi minuti di modifica CAD per aggiungere le giunzioni a coda di rondine, a cui si aggiungevano 5–10 minuti di incollaggio e 15–20 minuti di carteggiatura per giunto, per un totale di 20–25 minuti di lavoro extra a pezzo solo in fase di assemblaggio e finitura. Con Fuse X1, il jig viene stampato in un pezzo unico in meno di 24 ore. Dopo la stampa è sufficiente la depolveriazione e la sabbiatura, automatizzabile con Fuse Blast.
“Con il volume di build più grande e la maggiore velocità di stampa, riusciamo a stampare questo pezzo in un unico blocco senza aggiungere tempo CAD, tempo di assemblaggio o finitura extra. Riusciamo anche a inserire più pezzi in una singola build nello stesso arco di tempo. Risparmio quasi un’ora di lavoro manuale stampando questi pezzi in un unico blocco.”
— Cody Jepsen
| Stampante 3D SLS competitor | Fuse X1 | |
|---|---|---|
| Numero di maschere di rilavorazione | 2 | 5 |
| Tempo di setup | 45 min | 5 min |
| Tempo di stampa + raffreddamento | 144 h | 24 h |
| Tempo di assemblaggio | ~25 min per maschera, o ~50 min totali | 0 min (stampata in un unico pezzo) |
| Tempo totale per il pezzo | 145 h 35 min | 24 h 5 min |
Stampare il jig in un unico blocco garantisce inoltre una maggiore resistenza all’impatto e una migliore precisione dimensionale rispetto ai pezzi assemblati con colla. L’assenza di giunzioni elimina i punti di debolezza strutturale che, in un ambiente di produzione ad alto ritmo come quello di Tesla, sono i primi a cedere sotto stress meccanico ripetuto. Il risultato è un componente più affidabile, che richiede sostituzioni meno frequenti e contribuisce a mantenere alta la continuità operativa della linea.
Tesla stampa un gran numero di componenti per il packaging di spedizione, tra cui i window dunnage rack: strutture di supporto progettate per reggere più vetri su un unico pallet durante il trasporto, proteggendoli da vibrazioni e urti. Si tratta di componenti critici per la logistica, che devono essere disponibili per non bloccare la catena di spedizione.
Con le stampanti SLS tradizionali, le dimensioni del volume di build imponevano di dividere ogni rack in due pezzi, per un totale di sole 4 parti stampabili in un’unica build nelle 24 ore — a cui si aggiungevano i tempi di incollaggio e finitura. Con Fuse X1, Jepsen riesce invece a stampare 8 window dunnage rack completi in una singola build da 24 ore, eliminando completamente la fase di assemblaggio e raddoppiando la produzione rispetto alle stampanti tradizionali. Il risparmio non è solo di tempo operativo: completare l’intero ordine in un giorno invece di due significa anche riduzione concreta del backlog. In un reparto che lavora su grandi volumi, questo tipo di guadagno si traduce in un grande vantaggio competitivo
Tesla utilizza degli shim anti-graffio (non-marring shim) per supportare i vetri in produzione senza segnarne la superficie durante la movimentazione. Si tratta di componenti temporanei, necessari per circa 6 mesi, candidati ideali per la produzione additiva piuttosto che per investimenti in attrezzature permanenti. Inizialmente Jepsen aveva valutato lo stampaggio a iniezione, ma il costo per pezzo della stampa SLS risultava già competitivo — senza i tempi e i costi fissi legati alla creazione degli stampi.
Con le macchine SLS tradizionali, questi shim richiedevano build dedicate: il controllo termico meno preciso non consentiva di mescolarli con pezzi di geometria diversa senza comprometterne la precisione dimensionale.
Con Fuse X1 e il suo Adaptive Thermal Control — 13 zone termiche indipendenti — gli shim possono invece essere inseriti attorno agli altri pezzi, sfruttando lo spazio altrimenti vuoto e abbassando ulteriormente il costo per unità.
“Con il modello X1, possiamo inserire questi shim attorno agli altri pezzi e utilizzare lo spazio che altrimenti sarebbe vuoto, abbassando ancora il costo per unità. Con il maggiore throughput e i costi ridotti, Fuse X1 ha completamente cambiato la nostra prospettiva su quali progetti il laboratorio può gestire internamente rispetto a quelli che avremmo spostato sullo stampaggio a iniezione.”
— Cody Jepsen
l risultato è significativo: Tesla produce tra le 10.000 e le 20.000 unità al mese di questi shim, un volume che con le macchine SLS tradizionali avrebbe rapidamente saturato la capacità produttiva del reparto. Con Fuse X1, invece, quell’obiettivo è raggiungibile senza dedicare build esclusive al componente, inserendo gli shim negli spazi liberi delle build già pianificate e abbattendo così il costo marginale per unità.
Questo cambia radicalmente il calcolo economico che Jepsen aveva fatto in fase di valutazione. Lo stampaggio a iniezione avrebbe garantito un costo per pezzo inferiore a grandi volumi, ma avrebbe richiesto tempi di attrezzaggio, costi di stampo e una flessibilità molto minore in caso di modifiche al design. Con Fuse X1, ogni iterazione è immediata: basta aggiornare il file e avviare la build successiva. Il risultato pratico è che, per un componente temporaneo come questo, la stampa SLS su Fuse X1 è già oggi la scelta più efficiente — e potrebbe rimanere tale per tutta la durata del progetto, senza che Tesla debba mai transitare verso lo stampaggio a iniezione.
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