Processo additivo (stampa 3D) – impatto sul design, produzione più rapida e uso di materiali nuovi

Pare che la tecnologia di stampa 3D debba rivoluzionare la produzione e spingere le industrie verso una nuova era di efficienza.

Una notevole riduzione dei prezzi nelle stampanti e nei materiali 3D ha reso accessibile la tecnologia a molte imprese di minori dimensioni, mentre una volta solo le grandi imprese potevano permettersi questa tecnologia. Nel 2014 la Relazione di Wohlers prediceva un aumento da $3,07 miliardi in utili nel 2013 a $12.8 miliardi nel 2018 (e secondo la loro relazione del 2016, nel 2015 si sarebbero raggiunti i $5 miliardi).

Un’iniziativa che risparmia costi

Reclamizzati inizialmente per progetti di prototipi e design, i progressi nella tecnologia permettono ora di creare articoli strutturalmente sicuri con il processo additivo – consentendo alle aziende di affidarsi alla stampa 3D per molto più che il design e con il vantaggio di risparmi dei costi drammatici.

Durante un’intervista con Computer Weekly.com, Paul Doe, capo designer presso la ditta Prodrive di design per il settore motorsport, ha affermato: “Siamo in grado di costruire forme che non si possono stampare o forgiare – pezzi che non si possono fare in nessun altro modo se non con il processo additivo. Ciò ci permette di evitare costi fissi e di non avere magazzino perché possiamo produrre parti su richiesta.” Un progetto automobilistico in particolare ha visto un risparmio di £80.000 grazie alla stampa 3D.

Soprattutto le industrie più specializzate hanno tratto vantaggio dalla produzione più rapida. Se prima parti complicate una tantum potevano richiedere tempi di consegna di settimane o perfino mesi, ora si possono produrre internamente in poche ore.

L’uso di Accuride della stampa 3D per il design del prodotto

Per i disegnatori di Accuride, la stampa 3D ha fatto una differenza enorme al loro approccio allo sviluppo del prodotto. Il costo relativamente basso di produrre prototipi ha permesso di sperimentare di più e testare le idee prima di decidere il disegno finale. Ciò ha senza dubbio un effetto positivo sul prodotto finale e, naturalmente, per il cliente, che trae vantaggio dalla migliore soluzione possibile.

Aprire opportunità con materiali nuovi

Filamenti nuovi aumentano le opportunità di processo additivo, con sviluppi recenti che permettono a stampanti 3D di gamma ancora più bassa di produrre modelli in metallo.

Filamenti metallici contenenti plastica offrono alle aziende più piccole capacità eccitanti. Versioni in rame e ottone sono facilmente disponibili con la possibilità di produrre in futuro con la stampa 3D modelli commercialmente disponibili in ceramica, nichel e perfino vetro.

Recentemente 3M ha presentato una domanda di brevetto per un nuovo tipo di tecnologia di stampa 3D che potrebbe portare alla produzione di plastica a base di fluorocarbonio, nota anche con il nome di fluoropolimero, che viene usata in qualsiasi cosa in applicazioni che vanno dall’aerospaziale e di difesa alle superfici di cottura antiaderenti.

Il futuro del processo

La produzione in volumi limitati ha già abbracciato il processo additivo, che non ha però ancora sfondato i mercati tradizionali e ad alto volume. Dove le aziende stanno raccogliendo i frutti è nella costruzione di sottogruppi, attrezzi o maschere per ridurre i costi e i tempi di consegna lunghi.

Alcune aziende all’avanguardia hanno tuttavia abbracciato la stampa 3D e la nuova tecnologia, con imprese edili che usano il processo additivo per creare componenti dalla costruzione modulare e anche droni per monitorare e ispezionare i siti. In precedenza le dimensioni erano state un ostacolo, ma ora Stratasys ha presentato una macchina che stampa in verticale, consentendo in pratica dimensioni illimitate di una parte nella direzione della costruzione, sostiene l’impresa.

In tutto il mondo, aziende e fabbriche stanno spingendo il processo additivo al livello successivo. Factory 2050 dell’Università di Sheffield è stata costruita con l’obiettivo chiave di sviluppare una produzione di alto valore su cicli brevi con tempi limitati di fermo.

La 2050 e altre fabbriche simili traggono anche vantaggio da nuovi standard che promuovono e consentono la crescita nell’industria; molto di recente ASTM International ha descritto i requisiti chimici e meccanici per la stampa 3D delle leghe in acciaio inox.

È interessante notare come gli OEM principali, specialmente quelli nel mercato automobilistico, stiano prendendo l’iniziativa nella sperimentazione e investimento in questa tecnologia.

La nuova azienda Carbon di stampa 3D annovera già GE, BMW e Nikon come investitori strategici e la BMW ha già prodotto circa 10.000 parti con le macchine di Carbon, principalmente per le sue Mini in Germania.

La Peugeot ha annunciato una partnership con Divergent 3D, un’azienda statunitense che l’anno scorso ha presentato una supercar costruita con componenti strutturali a stampa 3D. L’azienda automobilistica francese ha detto che comincerà a usare la tecnologia di Divergent per fare prototipi e poi esplorerà come espandere nella produzione principale.

Honda ha usato una stampante 3D per produrre i pannelli esterni della sua vettura elettrica compatta ‘MC-B’ e la Ford ha affermato che una delle applicazioni che sta esplorando per utilizzo immediato è la lavorazione con utensili.

Con persone lungimiranti che guidano l’industria dove il cielo è il limite, il processo additivo può sostituire la produzione tradizionale? Attualmente ciò sembra improbabile a causa del tempo richiesto per stampare ogni parte. Ma con la velocità dei progressi in questa tecnologia, non possiamo scartare l’ipotesi del suo potenziale impatto.

Materiale agiuntiva da Nikkei Technolog, EPPM, Financial Times

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