Stampanti 3D

Le stampanti 3D e la rivoluzione tecnologica che cambierà il paradigma produttivo

Sullo sfondo dello sviluppo di device sempre più innovativi, la tecnologia ha avuto uno dei suoi apici con l’introduzione delle stampanti 3D.

Cos’è una stampante 3D?

Si tratta di un dispositivo che, tramite un software dedicato, permette la creazione di oggetti utilizzando la produzione additiva, ossia la sovrapposizione di strati di polimeri condensati di diversa natura, che poi si aggregano per formare vera e propria materia solida. Questa tecnologia sta portando ad un altissimo livello di personalizzazione della produzione di oggetti e a un’ottimizzazione dei tempi di sviluppo del prodotto.

Secondo HP, nota multinazionale statunitense e leader nel mercato di hardware e software, le stampanti 3D rappresenteranno il più entusiasmante cambiamento tecnologico dal lancio di iPhone.

Qual è il valore di questo mercato?

La stampa 3D, nata negli anni ’80, rappresenta ancora oggi uno dei mercati a più alto potenziale in assoluto: si stima che nel 2015 abbia raggiunto un valore monetario di 4 miliardi di euro, e che nel 2020 questo valore sarà più che raddoppiato. Tali aspettative incentivano l’entrata nel mercato anche di grandi produttori quali HP, Roland, Dremel e Kodak, che, avvalendosi delle proprie reti di distribuzione già esistenti, apporterebbero un contributo notevole alla diffusione delle stampanti 3D. Attualmente le esistenti tecnologie sono protette da brevetto, pertanto, una volta scaduto il termine, l’aumento della concorrenza porterà all’affermazione dei leader di mercato, e dunque di uno standard, con conseguenti vantaggi di costo e di diffusione.

Quali tecnologie sono state sviluppate ad oggi?

aa1Nel frammentato panorama delle stampanti 3D, tra tecnologie attualmente più sviluppate vi sono sicuramente le fused deposition modeling (FDM), in cui un ugello riscaldato estrude un filamento, frequentemente di materiale plastico, e muovendosi strato per strato modella l’intero prodotto. Altre tecniche consentono la polimerizzazione dei singoli strati di un oggetto a partire da una vasca di resina liquida, tramite l’utilizzo di laser o fasci di luce polarizzata (SLA e DLP). Alternativamente, vi sono tecnologie che consentono di sinterizzare polveri (spesso metalliche) tramite l’utilizzo di un laser (SLS, DMLS e similari). Il multi-jet modeling (MJM) invece, consente di stampare un oggetto ad alta risoluzione, con una testina che ricorda le tradizionali stampanti a getto di inchiostro, in un materiale simile alla cera. Infine, in ambito industriale è molto importante la laminazione, che utilizza un laser per tagliare e incidere una superficie di materiale piano (spesso in bobine) per creare lo strato, cui verranno sovrapposti altri strati tagliati nello stesso modo (LOM, laminated object manufacturing).
La tecnologia della stampante 3D ha prevalentemente applicazione nel settore industriale e manifatturiero (che costituiscono l’82% del mercato), mentre il restante 18% è costituito da consumatori diretti.
Gli ambiti industriali in cui viene usata la tecnologia della stampante 3D sono principalmente l’automobilistica, l’aerospaziale e il medicale (rispettivamente 17%, 14% e 12% del mercato). Oltre a questi settori più innovativi, il segmento dei singoli prodotti industriali costituisce un impiego significativo (circa il 19%). Inoltre, una porzione di mercato considerevole è rappresentata dalla ricerca e sviluppo in ambito accademico e militare. Come evidenziato, rimane notevolmente limitato l’utilizzo domestico delle stampanti 3D.

Quali sono le cause del limitato utilizzo domestico?

Innanzitutto la necessità di competenze specifiche: la realizzazione di un oggetto tramite questo strumento, infatti, richiede l’utilizzo di un software CAD, che permette la creazione di modelli in 3D al computer. Quando il modello è stato ultimato, si passa all’esportazione del disegno in formato .stl, infine si deve utilizzare un ulteriore software per generare i layer attraverso i quali le stampanti 3D producono il prodotto finito. Un altro deterrente che ha fin ora prevenuto la diffusione di questa tecnologia è l’elevato costo di acquisto e di mantenimento di una stampante 3D per un utente che ne faccia un uso domestico. Infine, una terza criticità è data dalla mancanza nei consumatori di una vera e propria necessità che li spinga a desiderare di acquistare una stampante 3D: manca un problema per il quale questa possa porsi come soluzione.

Quali sono gli obiettivi per il futuro prossimo?

E’ evidente che la tecnologia delle stampanti 3D abbia un grande potenziale innovative, che rappresenta una sfida molto stimolante per tutti coloro che investono in questo mercato. I principali obiettivi per i prossimi anni dunque saranno legati alla riduzione della difficoltà d’uso e all’implementazione di sistemi che rendano la tecnologia altamente fruibile anche da coloro che non possiedono competenze specifiche sulla materia. Inoltre l’abbattimento dei costi è un fattore di grande importanza per la diffusione delle stampanti 3D tra i consumatori che ne fanno un uso domestico. Con riferimento a questi ultimi, risulterà determinante la capacità di creare un mercato, rivoluzionando nel consumatore la concezione del prodotto, non più versione finale e definitiva di un’idea ma base per la personalizzazione e l’implementazione secondo l’inclinazione e le preferenze del consumatore stesso.

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