T4i: Un pratico calibratore portatile per sensori chimici

Xometry ha parlato con George Psarras, ingegnere progettista elettronico, riguardo all’avanzamento della progettazione del T4i nel settore della strumentazione chimica. L'azienda ha progettato e creato un pratico dispositivo per calibrare i sistemi di rilevamento chimico all'interno e all'esterno del laboratorio con l'aiuto dei servizi di stampa 3D e lavorazione CNC di Xometry.
T4i FemtoMachine® PRO field calibrator with a 3D printed case

La T4i Engineering Ltd è stata fondata nel 2014 come start-up e ha iniziato ad operare presso il Centro di Tecnologia e Innovazione Avanzata della Università di Loughborough (Regno Unito).

Da allora, fornisce soluzioni e servizi per il settore del rilevamento chimico, della progettazione elettronica specializzata e della scienza dei materiali. Nel 2019 la società ha iniziato ad operare anche a Lavrio (Grecia).

La T4i Engineering Ltd si è inizialmente specializzata nella progettazione di rivelatori chimici modulari, miniaturizzati e adattivi, ma si è subito resa conto che c’era una mancanza sul mercato: un calibratore portatile e dal prezzo ragionevole per questo tipo di rivelatori che potesse essere facilmente utilizzato sul campo.

Creazione di un nuovo dispositivo per soddisfare le esigenze di mercato

Un fattore chiave che stava alla base di questa innovazione era il fatto che un rivelatore chimico deve essere ricalibrato regolarmente per garantire risultati accurati. Tuttavia, il processo di calibrazione e ricalibrazione è sempre stato complicato, in quanto i calibratori già sul mercato erano modelli da banco e pensati per essere utilizzati esclusivamente all’interno di un laboratorio.

Il team di ingegneri della T4i ha lavorato alle diverse iterazioni del prototipo fino a quando non ha creato la T4i FemtoMachine® DEMO. Questo è stato il primo dispositivo portatile con una dimensione equivalente a un foglio di carta A4.

Quando il team ha presentato per la prima volta questo strumento a un cliente, esso ha immediatamente espresso interesse nell’acquisto del dispositivo. Dopo che Psarras e il suo team hanno verificato le prestazioni del primo prototipo, hanno lavorato a una nuova versione, la T4i FemtoMachine® PRO.

La produzione ha quindi iniziato a crescere dopo aver ricevuto la certificazione di marcatura CE. Oggi, la T4i annovera tra i suoi diversi clienti l’Università del New Mexico (USA) e l’Università di Helsinki (FI).

Come funziona il T4i FemtoMachine® PRO?

Il dispositivo è ingegnerizzato per produrre flussi di vapore con una concentrazione predefinita di composti chimici sia in laboratorio che all’aperto. Gli utenti devono semplicemente inserire un tubo sigillato di permeazione con il composto selezionato nello scomparto predisposto sulla FemtoMachine, selezionare il livello di concentrazione all’uscita ed eseguire il metodo di calibrazione.

Il T4i FemtoMachine® PRO viene utilizzato principalmente per calibrare strumenti di analisi chimica, rvelatori e sensori.

Calibration of a photoionisation sensor for benzene using the T4i FemtoMachine® PRO © T4i Engineering
Calibrazione di un sensore di fotoionizzazione per il benzene usando il T4i FemtoMachine® PRO © della T4i Engineering

Tuttavia, può essere utilizzato anche nella formazione educativa della rilevazione chimica. L’azienda offre soluzioni all’avanguardia e altamente personalizzabili attraverso un design avanzato, miniaturizzazione e prototipazione rapida.

La copertura è una delle caratteristiche principali del dispositivo

Nonostante la complessità e la sorprendente funzionalità del dispositivo, il case è in realtà una caratteristica particolarmente apprezzata dai clienti. “Non ci aspettavamo che il case fosse una caratteristica fondamentale del dispositivo, ma i clienti la pensavano diversamente“, spiega Psarras. “È stata una vera innovazione in termini di design: i dispositivi già esistenti sul mercato sono di forma quadrata, ingombranti, bianchi e un po’ noiosi per i clienti“.

Il coperchio è un componente fondamentale del dispositivo, perciò la T4i Engineering ha prestato particolare attenzione alla sua ergonomia, estetica e design. Tenendo ciò a mente, Psarras ha deciso di optare per la stampa 3D garantendo la massima flessibilità in termini di design, processo di stampa e materiale.

Il team di ingegneri aveva fatto alcuni tentativi internamente con la propria stampante 3D FDM, ma non erano soddisfatti dei risultati. Ecco perché si sono rivolti ai servizi di stampa 3D di Xometry e hanno utilizzato il Motore di Quotazione Istantanea, che ha fornito loro tutte le informazioni necessarie su materiali, processi di produzione additiva, tempi di consegna e costi.

Combinando le risorse online sulla stampa 3D, la post-produzione sul sito di Xometry e le quotazioni istantanee ottenute dallo strumento automatizzato, Psarras ha concluso che l’SLS (Sinterizzazione Laser Selettiva) era l’opzione più conveniente. Ha scelto il PA 12, come materiale più adatto dall’elenco delle opzioni e una tintura blu come finitura superficiale per soddisfare le sue esigenze ingegneristiche ed estetiche.

The 3D printed casing dyeing in blue manufactured by Xometry © T4i Engineering
La copertura stampato in 3D verniciata di blu realizzata da Xometry per la T4i Engineering©

La semplicità nell’uso del Motore di Quotazione Istantaneo di Xometry

“Apprezziamo molto il servizio online che ti fornisce un’offerta automatizzata e un feedback sulla producibilità”, afferma Psarras. Gli piace particolarmente la velocità dell’intero processo di ordinazione e la possibilità di modificare i parametri per ottenere preventivi immediati per differenti opzioni. In passato, questo processo avrebbe richiesto ore per essere gestito al telefono o tramite e-mail.

“Abbiamo iniziato a utilizzare il Motore di Quotazione Istantanea circa due anni fa”, spiega Psarras. “Adesso l’interfaccia è migliorata molto e ha più opzioni in termini di processi e materiali”.

Un paio di anni fa le regole aziendali prevedevano che i progettisti dovessero richiedere offerte a diversi fornitori. Il prezzo interessante di Xometry si è distinto e la T4i Engineering gli ha fatto realizzare alcune parti. L’economicità e l’alta qualità delle parti li hanno convinti ad acquistare la maggior parte dei loro componenti meccanici da Xometry.

Non solo Xometry produce l’involucro in plastica stampato in 3D, ma anche parti customizzate in metallo che sono fondamentali per il dispositivo. Queste parti sono state realizzate mediante lavorazione CNC in alluminio 6061 e acciaio inossidabile 316L per via dei requisiti di resistenza, peso e compatibilità chimica.

Con pochi clic e per diversi processi produttivi, i progettisti possono caricare più modelli 3D in un unico preventivo e ordinare i pezzi dalla piattaforma online. “Ciò che offre Xometry è la facilità di valutare i progetti, ottenere feedback e prezzi al volo”, afferma Psarras.

The 3D models of the parts forming the casing Psarras uploaded on the Instant Quoting Engine © T4i Engineering
I modelli 3D delle parti che compongono l’involucro della T4i Engineering© caricati sul Motore di Quotazione Istantanea

“Sono più che soddisfatto di questo strumento automatizzato. E nel caso avessi una specifica o una richiesta particolare, mi basta  semplicemente inviare un’e-mail al signor Georgy Toskar, il nostro account manager in Xometry”.

Comunicazione e processo produttivo impeccabili

Stando a ciò che dice Psarras, il punto di forza di Xometry risiede anche nella grande comunicazione tra il cliente e i suoi contatti di vendita e produzione in azienda.

Psarras ha caricato il progetto di parti complesse e critiche che avevano requisiti di produzione specifici. Ad esempio, alcuni componenti distinti dovevano essere allineati con precisione quando venivano filettati insieme. Per fare ciò, il produttore doveva essere a conoscenza di questi requisiti.Il progettista del T4i ha spiegato tutto a Georgy Toskar e Alexander Kosotin (direttore di produzione di Xometry).

“Ci siamo solo scambiati alcune e-mail e alla fine le parti che abbiamo ricevuto sono state prodotte correttamente e assemblate correttamente”, riferisce Psarras. “Personalmente sono stato molto contento della comunicazione di Georgy, del supporto e dell’intera esperienza cliente con Xometry.”

T4i FemtoMachine® LCD: un nuovo prototipo in arrivo

La T4i Engineering sta attualmente sperimentando una nuova versione del calibratore, dotandolo di schermo e tastiera.  Ciò consente all’utente di attivare e avviare il metodo di calibrazione direttamente sul dispositivo senza l’uso di un computer.  È sufficiente aggiungere il tubo di permeazione sigillato con il composto scelto, controllare la concentrazione in uscita e collegarlo al sensore che si desidera calibrare.

L’azienda sta inoltre valutando la possibilità di aumentare il volume di produzione dei suoi calibratori. “Nel caso in cui iniziassimo a produrre la T4i FemtoMachine® in volumi elevati, probabilmente passeremmo dalla stampa 3D SLS a quella a iniezione in plastica”, spiega Psarras.

 “Dato che stiamo ancora raccogliendo feedback sul design del case nella nuova versione LCD, preferiremmo continuare a produrre le coperture con la stampa 3D, finché non saremo sicuri che non ci saranno ulteriori modifiche”, conclude. “Ma che si tratti di stampa 3D o ad iniezione di plastica, acquisteremo sicuramente le nostre parti da Xometry”.

Maggiori informazioni

Sulla T4i Engineering

La T4i Engineering fornisce prodotti, soluzioni e servizi nelle aree dell’analisi chimica sul campo, della progettazione elettronica specializzata e della scienza dei materiali.

Scoprite di più sulla T4i Engineering: https://www.t4ieng.com/about-us/
Contattate la T4i Engineering: info@t4ieng.com

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Xometry lavora con una base di clienti diversificata, che va dalle startup alle aziende Fortune 100 come BMW e Bosch.

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