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Come sta cambiando la stampa 3D

Tecniche e materiali evolvono per seguire il cambiamento della stampa 3D stessa, che dalla prototipazione sta entrando sempre più spesso in produzione

Autore: Francesco Pignatelli

Di stampa 3D si parla molto meno di quanto accadesse solo un paio di anni fa, questo però non vuol dire che le tecnologie collegate abbiano deluso o siano velocemente passate nel dimenticatoio. Anzi, il 3D printing e in generale tutto il comparto dell'additive manufacturing lasciando la fase di "hype" sono passati a una maggiore concretezza, tanto che ora sono impiegati sempre più spesso in produzione e non solo nelle fasi precedenti di prototipazione.

Questo è accaduto grazie a una evoluzione tecnologica sia delle tecniche di produzione additiva sia dei materiali impiegati nella produzione. Le prime sono aumentate di numero e si sono fatte più sofisticate, i secondi sono diventati un ambito molto dinamico in cui non ci si chiede più solo cosa si può produrre in base ai materiali che già ci sono: si pensa anche a che materiali sviluppare in funzione di quello che si vuole realizzare.

Questa evoluzione tecnologica nasce anche da un ruolo ormai affermato della stampa 3D nelle imprese, e non solo tra quelle più "evolute". L'additive manufacturing oggi non è più un fenomeno di nicchia ma quantomeno un elemento di accelerazione per la fase di sviluppo prodotto. Permette cioè di passare più velocemente dalla fase di ideazione di un oggetto alla definizione del progetto finale da trasferire in produzione. Anche grazie a una parallela evoluzione dei software per la progettazione, il design e la prototipazione, che hanno sempre più funzioni per ottimizzare i progetti per il manufacturing additivo e per dialogare direttamente con le stampanti 3D.

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Dallo sviluppo prodotto alla produzione vera e propria, magari anche solo di piccoli lotti o pezzi speciali, il passo non è breve ma nemmeno lungo. Per compierlo era necessario trasformare la stampa 3D in una tecnica più affidabile e in questo senso hanno lavorato i vendor di settore, e continuano a farlo. Il fattore precisione è stato identificato come elemento chiave: i pezzi creati in produzione devono restare all’interno delle tolleranze definite in progettazione e soprattutto devono avere le medesime proprietà meccaniche e fisiche. Un pezzo cioè deve essere uguale all’altro, cosa che qualche tempo fa sarebbe stata impossibile da ottenere e che invece oggi è concepibile.

Oltre alla precisione, altro elemento importante è la velocità di stampa e quindi di produzione. Qui lo sviluppo procede su due direzioni parallele e complementari: aumentare la resa delle tecniche "storiche" (FDM, SLS, SLA...) o adottare approcci nuovi. La prima strada comporta una ottimizzazione e un potenziamento progressivi delle stampanti e dei loro componenti, la seconda ha visto nascere nuove tecniche molto promettenti come il Selective Laser Melting (SLM) e la CLIP (Continuous Liquid Interface Production).

Anche i materiali contano - molto più di quanto si creda - e lo sviluppo di nuove polveri, plastiche, resine e polimeri è diventato un elemento di competizione e caratterizzazione tra i vendor. Anche perché in alcuni campi di applicazione, come l'aerospaziale, i requisiti tecnici da soddisfare sono elevati e richiedono uno sviluppo incessante per soddisfare le richieste del mercato.

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La definizione di nuovi materiali e lo sviluppo delle caratteristiche tecniche delle stampanti vanno peraltro di pari passo: nuovi materiali evoluti richiedono spesso stampanti altrettanto evolute. Ad esempio non sarebbe possibile usare polveri metalliche con specifiche caratteristiche fisiche se non si fossero nel frattempo sviluppate stampanti con laser di elevata potenza, che raggiungono le temperature necessarie per fondere tali polveri.

E ne vedremo ancora delle belle, perché l'obiettivo che si sono dati molti utenti "d'avanguardia" è integrare l'additive manufacturing nei modelli di digital transformation. Il traguardo a tendere è una catena produttiva completamente digitale sino all’ultimo passo, ossia la produzione in sé dell’oggetto. Nel digital manufacturing tutto quello che c’è prima, dalla concezione del prodotto al suo design per arrivare poi all’ottimizzazione e ai test funzionali, resta virtuale. Ma non per questo meno concreto.
Pubblicato il: 31/10/2017

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