La stampa 3D, o Additive Manufacturing (AM), quando applicata al settore industriale, consiste nella creazione di oggetti fisici a partire da modelli tridimensionali virtuali. Il procedimento, in linea generale, si attua attraverso la deposizione progressiva di sottili strati di materiale, contrariamente a quanto avviene nelle tecniche di lavorazione tradizionali (dette “di tipo sottrattivo”), basate sull’asportazione di materiale da un blocco iniziale.
Le tecniche additive, applicate alla produzione, possono, in determinati casi che vedremo nel seguito, ridurne i costi e aumentarne la precisione. Secondo uno studio di Gvr (3D Printing Market Size, Share & Trends Analysis, Gvr -Grand View Research), il mercato globale della stampa 3D valeva circa 14 miliardi di dollari nel 2020. Crescerà con un tasso del 21% annuo tra il 2021 e il 2028, fino ad arrivare a oltre 15 milioni di stampanti 3D. Interesserà soprattutto la prototipazione nei settori medico, automobilistico e aerospaziale.
Additive Manufacturing: un po' di storia
Era il 1984 quando Chuck Hull inventò la stereolitografia fondando 3D system e brevettando la tecnica di creazione di oggetti come sequenza di strati 2D sovrapposti. La sinterizzazione laser fu sviluppata già nel 1987, mentre la tecnologia Fdm (Fused Deposition Modeling) venne introdotta nel 1988. Dopo quella data, si sono registrate numerose innovazioni degne di nota, come il primo progetto di biostampa, riuscito nel 2011 con la stampa di un rene, la prima stampante 3D inviata nello spazio e la prima casa abitabile stampata in 3D.
Inizialmente, i processi di stampa erano brevettati e dunque di difficile accesso, mentre oggi sono ampiamente accessibili. Ad esempio, il movimento RepRap (Rapid Replication) ne ha accelerato l’adozione a partire dal 2005 attraverso un progetto che prevedeva la stampa in 3D dei diversi elementi costitutivi di una stampante 3D. Si è così costituita la comunità dei produttori di stampanti 3D, per la quale sono stati ideati veri e propri kit di montaggio.
Tecnologie, costi e opportunità di adozione dell'Additive Manufacturing in produzione
Oggi l’AM, usata per un numero sempre crescente di applicazioni, come prototipi in plastica, parti strutturali per impiego civile, componenti e prototipi, soprattutto per i settori automobilistico e aerospaziale, applicazioni biomediche, come protesi, apparecchi acustici e dentali, ma anche beni di consumo, è una delle tecnologie fondanti dell’Industria 4.0.
Inoltre, il cambiamento dei processi produttivi abilitato dall’AM avrà un forte impatto anche a livello globale. Molti analisti prevedono che, nel medio periodo, i costi di produzione tra Oriente e Occidente del mondo diventeranno equiparabili, grazie proprio alle nuove tecnologie produttive della stampa 3D e alla robotica. Le nuove tecnologie riporteranno con ogni probabilità le attività manifatturiere a una dimensione locale, in quanto i costi di spedizione e distribuzione incideranno più di quelli di produzione.
TROVERAI INFORMAZIONI UTILI
- Il funzionamento di una stampante 3D
- I cinque processi alla base della produzione additiva
- Le principali tecniche additive
- Le potenzialità e i limiti nel passaggio dalla prototipazione alla produzione in serie
- Il consumo energetico rapportato a velocità e capacità di risoluzione nelle diverse tecniche additive
