Digital Manufacturing - Cogliere l'opportunità del Rinascimento Digitale www.pwc.com/it
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www.pwc.com/it Digital Manufacturing Cogliere l’opportunità del Rinascimento Digitale CONFARTIGIANATO IMPRESE VARESE
2 | Digital Manufacturing
Sommario
Introduzione 6
..........................................................................................................................
Digital Manufacturing e artigianato digitale 10
..........................................................................................................................
Le tecnologie 3D 14
..........................................................................................................................
Le applicazioni nei diversi mercati 22
..........................................................................................................................
Su quali settori puntare? La Digital Matrix 30
..........................................................................................................................
Un modello di business per il Digital Manufacturing 34
La centralizzazione del modello 36
Quali bisogni soddisfa 37
Il potenziale economico 39
L’impatto sociale 42
..........................................................................................................................
Ringraziamenti
..........................................................................................................................
Contatti
..........................................................................................................................
PwC | 3
4 | Digital Manufacturing
Digital Manufacturing: modello
di intervento per la crescita
dell’impresa lombarda
Il Digital Manufacturing, già presente dagli anni 90 e, in Italia, concettualmente Since the 90’s, Digital Manufacturing has progressively widespread throughout Italy,
collegato ai movimenti delle Maker Faire e dei Fabrication Laboratory (FabLab), influenced and nurtured by the “Maker” and “FabLab” movements. Today, it represents one
rappresenta oggi una delle realtà a più alto potenziale, con dinamiche di crescita of the most promising cutting-edge technologies, with exponential growth prospects within
esponenziale rispetto al mercato delle “macchine” digitali, all’impatto organizzativo the digital equipment market.
che i nuovi modelli di business producono sulle imprese, e alla opportunità di sviluppo
delle soluzioni applicative. The plethora of breakthrough opportunities which stem from its adoption have already a
disruptive impact on enterprises, both in terms of their business model and organisational
Questa dimensione, già carica di innovazione e, all’interno del tessuto urbano, di structure. This new dimension, pregnant with innovation and - within the urban fabric -
aspettativa “sociale” a servizio della collettività, prende oggi sempre più carattere significant economic and societal benefits for the community as a whole, today more than
industriale e si inserisce in un contesto produttivo da sempre pronto al cambiamento, ever takes on industrial character and sets in a fast-paced and change-driven business
quale quello lombardo. environment like the Lombardy territory.
Nel Digital Manufacturing si configurano logiche innovative nel riconsiderare il
posizionamento dell’impresa, la sua organizzazione, la programmazione produttiva, Digital Manufacturing unleashes enterprises’ inner potential, enabling them to reconsider
il processo distributivo e la supply chain. Si semplifica l’ingegnerizzazione della their strategic positioning, organization; production and distribution processes and supply
“complessità tecnologica”, si sviluppano nuove applicazioni, e nuovi materiali con mix chain. Manufacturing engineering is greatly simplified, while new materials, products and
e densità variabili. Non solo stampa 3D, ma progettazione innovativa, soluzioni SW applications are constantly emerging. Not only 3D printing, but also innovative design,
and IoT e, più in generale, rivoluzione dell’arte del “fare”, più accessibile alle idee. Si software, “Internet of Things” solutions and more generally the art of “making” can now
costruiscono le basi per nuovi risultati di prodotto, più funzionali, e di processo, più give shape to ideas in a mind-blowing perspective. The cornerstone has been laid for a new
efficiente. Si riducono i tempi e i costi ottenendo un alleggerimento della “flessione way of producing, which offers more functional products and more efficient processing
finanziaria” collegata alla catena del valore del bene o del servizio. methods. Manufacturing time and costs are reduced in such a way that significant
economic and financial benefits can be spread along the entire value chain.
In questo contesto, le imprese hanno accesso a nuovi mercati tramite tecnologie, servizi
innovativi e diverse dinamiche del sistema domanda offerta sempre più configurato Within this context, enterprises gain access to new markets through innovative
come una piattaforma di utenti che condividono flussi (dati, progetti, idee risorse, technologies, services and demand-supply systems set up as virtual platforms for sharing
soluzioni etc.). ideas, projects, resources and solutions amongst ever-more-connected internet users.
PwC Italia - Team Digital Manufacturing PwC Italy - Team Digital Manufacturing
PwC | 5
Introduzione
Il potenziale delle nuove tecnologie In questo documento analizziamo
digitali applicate alla produzione di il fenomeno dell’applicazione delle
oggetti, ovvero quello che chiamiamo tecnologie digitali, sia esso associato
Digital Manufacturing, ha sempre più alla manifattura su larga scala sia alla
catturato negli ultimi anni l’immaginario dimensione artigiana, e proponiamo
collettivo: quasi quotidianamente i una sintesi ragionata delle differenti
media riportano di prodotti di qualsiasi caratteristiche che qualificano oggi
tipo stampati in 3D. Questa tendenza il modello di business del Digital
fa registrare importanti aspettative Manufacturing e che lo potranno
di ulteriore crescita del mercato, qualificare con sempre più carattere
rafforzando uno scenario di forte nell’immediato futuro. L’obiettivo è
cambiamento e potenzialità future: in analizzare la visione innovativa che si
questo senso, le stime del mercato delle sta diffondendo, offrendo evidenze della
sole stampanti 3D riportano un +300% ragionevolezza del sistema in oggetto e
per i 5 anni a venire. dell’economia sottesa.
Dinamica delle determinanti economico-produttive
1500 1800 1900 1970 2010
Evoluzione temporale
Fattore Network,
Artigianato Tessile Elettricità Elettronica
di sviluppo green
Sistemi
Elemento Sistemi di
Officina Fabbrica Multinazionali di fornitura
produttivo aziende
collaborativi
Architettura Regioni e città Reti
Città Distretti Reti globali
produttiva industriali gerarchiche
Rete Globale e
Locale Regionale Internazionale Globale
commerciale gerarchica
Riferimento Città
Imperi Stati Blocchi Regioni
sociale stato
Fonte: PwC, 2015
6 | Introduzione
L’analisi storica dei modelli economici La proliferazione di definizioni e titoli In questo senso, “Digital Manufacturing” tecnologie con pari dignità, sebbene
mostra segnali di una progressiva può generare talvolta confusione. Nasce, ben esprime il rinnovamento del sistema già ampiamente diffuse e non più così
trasformazione del sistema economico- così, la necessità di arrivare ad una della manifattura mediante tecnologie direttamente collegate al concetto di
produttivo; driver di sviluppo, unità definizione chiara dei modelli di business digitali e tecnologie di stampa 3D, cambiamento e rinnovamento che si
e sistemi di produzione, relazioni che sfruttano l’insieme delle nuove che sono utilizzate in modo integrato vuole descrivere.
spaziali e ogni altra variabile sociale tecnologie. In questo senso, la definizione per l’innovazione di prodotto, la
ed economica presentano elementi di Digital Manufacturing proposta è sperimentazione, la prototipizzazione In questo senso, l’aggettivo “Digital”
di convergenza verso un “modello giustificata dall’esigenza di descrivere un e la produzione di beni, consentendo connota un vasto numero di tecnologie
distribuito” supportato dalle tecnologie sistema già vasto, non necessariamente inoltre l’ottimizzazione dei processi di dell’informazione e di fenomeni causati
digitali. legato ad una tecnologia specifica, che fabbricazione, commercializzazione e o influenzati da tali tecnologie. La
nei prossimi anni promette di evolvere distribuzione in ambiente virtuale. lista può essere più o meno lunga, ma
In questo contesto, il Digital ulteriormente nella sua accezione esperti, università e società di consulenza
Manufacturing rappresenta non solo la qualitativa e quantitativa. È opportuno sottolineare che la tendono a convergere nell’inserirvi
naturale evoluzione della manifattura, stampa 3D rappresenta solo una Mobile, Social Media Collaboration,
ma un valido modello cui riferirsi affinché parte delle tecnologie legate al Digital Cloud Computing, Big Data e Internet of
questa si rafforzi e prenda nuova vita. Manufacturing; macchine a controllo Things (IoT).
numerico (CNC) e laser cutter sono
3D Printing, Generative Manufacturing,
e-Manufacturing, Constructive Tecnologie digitali
Manufacturing, Additive Layer
Manufacturing, Direct Digital
Manufacture, Freeform Fabrication, Mobility Big data
Rapid Manufacturing sono solo alcuni L’adozione esponenziale di Si sta allargando il gap tra varietà,
dei termini che vengono utilizzati per smartphone e tablet sta ridisegnando volume e velocità di produzione dei dati
descrivere “caratteristiche” o “impatti” le modalità di fruizione di internet, e le capacità di analisi dei dati stessi.
e sta creando una nuova miscela di Il risultato è la necessità di un nuovo
delle tecnologie digitali e delle tecnologie
esperienze fisiche e digitali approccio analitico
di stampa 3D sui sistemi di produzione di
oggetti.
Social media collaboration Internet delle cose
La crescente adozione dei social I circuiti integrati miniaturizzati sono,
media da parte degli individui Trend ormai, presenti ovunque, donando
e delle aziende sta indirizzando tecnologici intelligenza e connettività a quasi ogni
il comportamento sociale delle oggetto con cui ci relazioniamo
persone verso il mondo digitale
@StratasysLA
21 dicembre 2014
Did you know Boeing 3D printed over On demand computing
Il modello SOA (Service Oriented
20,000 parts for planes last year?!
Architectures) si sta fondendo con i
#DigitalManufacturing modelli Cloud, per una nuova modalità
di fruizione dei servizi IT sia a livello
individuale che di business
Fonte: PwC, 2015
PwC | 7
Indipendentemente dalle specifiche
tecnologie, le caratteristiche principali L’evoluzione “esponenziale” della tecnologie dell’informazione
dell’epoca che stiamo vivendo mostrano,
da un punto di vista economico e Nel 1965 Gordon Moore pubblicò un articolo in cui descriveva stadio successivo. In altri termini, l’innovazione tecnologica
sociale, due caratteristiche molto la prima versione di quella che sarebbe diventata la “Legge consiste essenzialmente nel combinare le varie tecnologie in
qualificanti: una positiva accelerazione di Moore”, affermando che il numero di transistor per chip modi sempre nuovi. Le self-driving car di Google, ad esempio,
verso il cambiamento, ovvero una duplica nell’arco temporale di 18 mesi. Questa regola s’è mettono assieme diverse tecnologie: dai computer di ultima
velocità progressivamente crescente rivelata valida fino ad oggi, con un leggero ampliamento generazione ai sensori alle mappe digitalizzate ai sistemi
verso uno scenario tecnologico e socio- dell’arco temporale di riferimento. GPS. Ognuna di queste tecnologie vive di vita propria, ma la
economico “differente”, e una sempre loro combinazione e integrazione produce nuove soluzioni.
più aperta connessione alle informazioni La caratteristica più interessante della Legge di Moore è però Se il costo delle tecnologie dell’informazione si dimezza in
e collaborazione tra le persone, nello la sua applicabilità a qualsiasi tecnologia dell’informazione media ogni 24 mesi a parità di prestazioni, gli investimenti
specifico: (vedi tabella sottostante) e quindi anche all’insieme delle in tecnologia necessari per essere competitivi sul mercato
tecnologie che oggi definiamo come “Digital”. Pensare decrescono significativamente fino ad azzerarsi in alcuni
• La crescente velocità del all’evoluzione tecnologica in termini esponenziali significa casi. Le tecnologie digitali applicate alla produzione di beni o
cambiamento tecnologico incentiva adattarsi a cambiamenti sempre più veloci e radicali che servizi (Digital Manufacturing) seguono esattamente questo
una conseguente rapidità di da un lato non permettono di fare previsioni a lungo percorso. È evidente che il mondo manifatturiero è molto
trasformazione, a velocità altrettanto termine accurate del contesto tecnologico, sociale e di segmentato e con problematiche e tendenze diversificate al
crescente, di abitudini sociali e mercato e, dall’altro, enfatizzano l’elemento non puramente proprio interno, ma è altrettanto evidente che se il costo di
capacità produttive e, più in generale, tecnologico dell’innovazione. Le tecnologie dell’informazione tecnologie quali 3D printing, sensori e robotica decresce di
del quadro economico e sociale. progrediscono attraverso un processo evolutivo esponenziale un fattore 100 (o più) ogni 5 anni (o meno) tutti i processi
L’evoluzione delle tecnologie del tipo “darwiniano”: solo quelle che ricevono un feedback produttivi, a prescindere dal mercato specifico, ne subiscono
dell’informazione1 segue, infatti, positivo e risultano più efficaci vengono utilizzate per lo impatti rilevanti.
un andamento esponenziale
che permette di raddoppiare le Andamento e costi medi delle tecnologie dell’informazione
prestazioni a parità di costo di
investimento ogni 2 anni circa. Ciò Costi medi per funzionalità equivalente
significa rendere progressivamente Tecnologia Decremento
T1 Costo al T1 ($) T2 Costo al T2 ($)
meno significative le barriere
all’ingresso con riferimento ad Stampa 3D 2007 40.000 2014 100 400 volte in 7 anni
uno specifico mercato, rendendo il Robot industriali 2008 500.000 2013 22.000 23 volte in 5 anni
capitale un requisito relativamente
meno importante per la competizione Droni 2007 100.000 2013 700 142 volte in 6 anni
economica. Solare 1984 30 per kWh 2014 0,16 per kWh 200 volte in 20 anni
Sensori (3D LIDAR) 2009 20.000 2014 79 250 volte in 5 anni
@Designforcraft Biotecnologie (mappatura DNA) 2007 10.000.000 2014 1.000 10.000 volte in 7 anni
7 dicembre 2014
Is the Era of Mass Manufacturing Neurotecnologie (BCI) 2006 4.000 2011 90 44 volte in 5 anni
Coming to an End?#3dprinting Medicina (Scansione del corpo) 2000 10.000 2014 500 20 volte in 14 anni
#innovation #digitalmanufacturing Fonte: S.Ismail, Exponential Organizations, Diversion Books, 2014
1
Il termine “tecnologie dell’informazione” connota oggi una classe di fenomeni sempre più ampia che tende ad includere tutta la gamma delle attività economiche e culturali.
8 | Introduzione
• La sempre più estesa connessione
a Internet e la conseguente Collaborare per innovare
crescente collaborazione tra
le persone, efficace ed aperta, Una delle conseguenze dell’utilizzo sempre più diffuso di Esempi di questa modalità di collaborazione sono: Waze,
rendono i confini e i modelli Internet è la possibilità di collaborare in modo immediato. società israeliana comprata da Google che ha sviluppato
organizzativi molto più flessibili Il termine “collaborazione” ha almeno tre sfumature di un sistema GPS che sfrutta i sensori degli smartphone
e labili, permettendo alle idee e alle significato nel contesto della Rete e, più specificatamente, degli utilizzatori per elaborare le informazioni sul
competenze di fluire liberamente e delle attività economiche. traffico e ottenere commenti contestuali; Airbnb, società
di contribuire ad una progressiva fondata negli Stati Uniti che permette di far incontrare
riduzione dei costi di R&D, di • Un primo significato ha a che fare con l’utilizzo da parte turisti in cerca di alloggio e proprietari di soluzioni
gestione dell’innovazione e di delle aziende di forza lavoro su richiesta (Staff on abitative tramite meccanismi di valutazione e ranking
servizio al cliente. Demand). In presenza di picchi di attività, di attività delle esperienze degli uni e degli altri; Kaggle, società
saltuarie o particolarmente ripetitive, le aziende americana che ha sviluppato una piattaforma per
possono ricorrere a piattaforme di reclutamento per l’organizzazione di contest nell’ambito dei data analytics
lo svolgimento della specifica mansione. Gigwalk, tramite cui le società chiedono a centinaia di migliaia di
ad esempio, è una società americana che utilizza data scientist di sviluppare algoritmi per la soluzione di
una piattaforma Internet per reclutare utilizzatori di specifici problemi. Il meccanismo alla base del Crowd
smartphone disponibili a fotografare gli scaffali dei Sourcing è fondato sulla convinzione che le soluzioni e
punti vendita Walmart per conto della Procter&Gamble le innovazioni sono tanto migliori tanto più è elevato il
che potrà, in questo modo, sapere effettivamente numero di persone che ha contribuito a svilupparle.
come i propri prodotti sono esposti. Altre aziende che
offrono servizi di Staff on Demand sono Amazon (con • L’ultimo significato di collaborazione prevede da parte
Mechanical Turk), oDesk, Roamler, Elance, TaskRabbit. di un’organizzazione l’utilizzo di un gruppo di persone
La forza lavoro su richiesta è una forma di collaborazione (Community) che condividono un interesse specifico
che, per definizione, permette di rendere flessibile e che possono contribuire rispetto ad uno scopo
l’allocazione di risorse, abbassando i costi di struttura e determinato. Chris Anderson ha fondato la community
facilitando la sperimentazione e l’innovazione. DIY Drones: costituita da quasi 55.000 persone è stata
in grado di progettare e costruire un drone molto simile
• Il secondo significato del termine collaborazione si (98% di funzionalità in comune) al Predator, drone
riferisce al coinvolgimento da parte di un’organizzazione utilizzato dall’esercito americano. La vera differenza è
di una moltitudine di soggetti (Crowd Sourcing), sulla che il Predator costa 4 milioni di dollari mentre quello
base di vari meccanismi di incentivazione, allo scopo costruito da DIY Drones solo 300 dollari.
di condividere idee, progetti, contenuti e veri e propri
prodotti. Tutte e tre le modalità di collaborazione presentate sono
rilevanti per il Digital Manufacturing e rappresentano
un’opportunità di innovazione del modello di business e delle
soluzioni offerte.
PwC | 9
Digital Manufacturing
e artigianato digitale
Il significato stesso del termine All’interno di questa relazione, spesso
“manifattura” è storicamente legato le tecnologie e l’innovazione si sono
a doppio filo a quello di “artigiano”; imposte con carattere rafforzando,
botteghe e grandi industrie attraverso la dimensione produttiva,
manifatturiere hanno spesso un passato l’industria manifatturiera a sfavore della
comune fatto di creatività, ispirazione, dimensione artigiana.
dedizione e lavoro manuale.
Quasi sempre l’elemento distintivo, tra Con la Manifattura Digitale si registra
industria e artigianato, si concretizza una nuova lettura sinergica. La crisi
nella dimensione e nella capacità innescata dalla virtualizzazione
produttiva da un lato e nella unicità e eccessiva del modello economico ha
specializzazione dall’altro. riproposto la necessità di riconoscere
Il Digital Manufacturing ci riconduce al il valore del lavoro manuale, di quello
cambiamento della manifattura indotto intellettivo a supporto e la perizia
dalle tecnologie. Questo cambiamento, di persone che fanno della qualità il
se applicato a realtà in cui l’ideazione, la proprio credo. Le stesse tecnologie
personalizzazione e il lavoro sul singolo che sembravano avere determinato la
prodotto risultano particolarmente conclusione del modello di artigianato,
rilevanti, stimola e apre la strada ora si rivelano fondamentale fattore di
all’artigianato digitale. successo.
Con riferimento agli effetti del Digital
Manufacturing, volendo tracciare le
dinamiche di evoluzione e cambiamento
dell’artigianato e della manifattura
su larga scala, è utile definirne alcune
dimensioni caratterizzanti, nello
specifico: creatività, personalizzazione,
specializzazione, ecosistema.
10 | Digital Manufacturing e artigianato digitaleIn sintesi, con l’adozione progressiva Il Digital Manufacturing rappresenta Per le realtà artigiane, contestualmente,
delle tecnologie proprie del Digital per la manifattura su larga scala la manifattura digitale è un ulteriore
Manufacturing si assiste ad un l’opportunità di avvicinarsi alle fattore di distinzione, esplicitato da
graduale processo di convergenza specificità del cliente e all’unicità nuovi metodi e strumenti per l’ideazione
e avvicinamento tra il modello di prodotto, pur mantenendo le e la progettazione, che garantisce nuove
di creazione, progettazione e caratteristiche dimensionali tipiche della opportunità di prodotto e differenti
produzione artigiana, e il modello di produzione industriale. volumi di produzione.
manifattura su larga scala.
Artigianato tradizionale Tecnologie digitali Manifattura tradizionale
Creatività La creatività rappresenta il carattere innovativo Digitalizzazione e virtualizzazione permettono un La creatività nella manifattura è generalmente
dell’artigianato, il contenuto intellettuale associato processo sviluppo degli oggetti in cui il principale limitata e lascia spazio al concetto di economia di
ai prodotti, la capacità di utilizzare risorse limite è costituito dalla creatività in fase di scala. L’economicità dei prodotti, il numero degli
standard in nuovi modi. Per l’artigiano è, infatti, ideazione del prodotto. Le nuove tecnologie stessi sono le determinanti di business e i driver
particolarmente importante che sia riconosciuto il si collocano, quindi, come un’estensione degli di valutazione. L’ideazione e l’innovazione sono
valore dell’idea da cui è nato un oggetto. strumenti di ideazione. importanti nelle fasi di avviamento “dell’azienda”
manifatturiera.
Personalizzazione La personalizzazione contrappone alla Le nuove tecnologie permettono di dettagliare La “distanza” tra il prodotto industriale e
riproducibilità in serie dei prodotti (propria di specifiche differenti per singolo prodotto, le necessità specifiche dei clienti è spesso
un’economia industrializzata) l’adattabilità, realizzando una corrispondenza almeno rilevante. La personalizzazione si esaurisce in
la “conformità” degli stessi alle differenti biunivoca tra prodotto e richieste, riscontrabile un allestimento da proporre/scegliere o in una
esigenze degli utenti o consumatori (dimensione finora solamente in realtà artigiane. Il prodotto gamma limitata di opzioni. Il consumatore decide
particolarmente rilevante all’indomani della nasce dall’esigenza specifica. di “adattarsi” al prodotto.
rivoluzione industriale).
Specializzazione L’artigiano è riconosciuto come esperto della Possibilità di gestire e digitalizzare l'intero La specializzazione delle aziende manifatturiere
materia, conoscitore a tutto tondo del prodotto che processo di realizzazione di un prodotto. è molto elevata. Sebbene spesso collegata
ha concepito e realizzato. Possibilità di gestire le informazioni associate al processo produttivo. Le imprese
alle attività svolte per ottenere il prodotto finale manifatturiere mantengono le eccellenze in
aumentando la conoscenza specifica. termini di conoscenza e capacità attraverso
il consolidamento del processo (produttivo e
distributivo).
Ecosistema L’artigiano ha un rapporto diretto con il Le tecnologie digitali hanno permesso di Le aziende manifatturiere tradizionali si
committente, senza intermediari. Questo tipo aumentare le opportunità di collaborazione e basano su un unico sistema complesso (ruoli
di relazione è funzionale per poter garantire la di design condiviso tramite una comunicazione ben definiti, limitato numero di stakeholder,
realizzazione di prodotti aderenti alle esigenze del diretta e continua in contrapposizione alle relazioni unidirezionali e pochissime esperienze
cliente. metodologie tradizionali. collaborative proceduralizzate. I rapporti più
stretti sono quelli coi fornitori e con le aziende
della filiera produttiva.
PwC | 11La manifattura digitale, artigiana Nella manifattura tradizionale il tutto prende vita a partire
o industriale, offre la possibilità di da una tela bianca; nella manifattura digitale il “punto di
progettare e di produrre nuove soluzioni
di prodotto seguendo processi produttivi partenza” può coincidere con qualcosa che ha già forma.
innovativi che si sviluppano attraverso
dinamiche di mercato stimolate da una
domanda in continua trasformazione. In
L’evoluzione “esponenziale” della tecnologie dell’informazione
questo modo, il mondo dell’artigianato e
della manifattura si avvicinano anche ai
Richard Sennett, sociologo statunitense, nel suo libro Rappresentazione grafica della conoscenza artigiana
consumatori non solitamente coinvolti a
“L’uomo artigiano” analizza l’evoluzione storica della figura nell’Encyclopédie
causa di barriere culturali, economiche
sociale dell’artigiano. Tra le immagini più evocative si
e/o logistiche.
evidenzia quella relativa ai segreti dell’arte artigiana che
Inoltre, la disponibilità di modelli
molto spesso sono andati perduti con la morte del maestro.
virtuali di più facile accesso agevola la
Da questo punto di vista, è particolarmente significativa la
modifica incrementale dei prodotti e,
storia di Antonio Stradivari, il più grande liutaio di tutti i
quindi, non solo il perfezionamento degli
tempi, morto senza aver mai svelato la composizione della
stessi, ma anche la produzione di vere e
miscela con cui verniciava i propri violini. Sennet propone
proprie serie di oggetti, con conseguenti
una lettura dello Stradivari come artigiano che vendeva
risparmi per realtà manifatturiere o
i propri prodotti senza rivelare le tecniche e le tecnologie
artigiane.
utilizzate per la loro realizzazione. In contrapposizione,
illustra la filosofia illuminista per cui la conoscenza
Gonzalo Martinez sottolinea la
doveva essere divulgata per elevare la condizione umana e
principale differenza esistente tra
sociale. Esempio emblematico di questa linea di pensiero è
manifattura tradizionale e manifattura
l’“Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des
digitale. Nella manifattura tradizionale
arts et des métiers”, pubblicata nel 1751 con lo scopo di
il tutto prende vita da una tela bianca su
trasmettere il sapere nel modo più efficace possibile, ossia
cui l’artigiano deve rappresentare le sue
tramite una rappresentazione grafica.
idee o su cui il progettista deve disegnare
i suoi progetti. L’opportunità digitale può
Sennet continua l’analisi arrivando fino ai giorni nostri,
nascere da elementi già esistenti: anche
sostenendo che l’antitesi tra artigiano “geloso custode dei
una semplice foto può essere elemento
segreti del mestiere e artigiano educatore e divulgatore della
base per ideazione e progettazione.
propria perizia e conoscenza” sussista tuttora. A supporto
di tale teoria viene proposta la dicotomia tra software
“Not everyone can start from scratch.
proprietari e open source. I primi emulano lo Stradivari
Giving designers templates for product
e fanno risiedere il proprio valore nella segretezza delle
categories, such as figurines, is much
tecniche e delle tecnologie utilizzate, i secondi, invece, nella
better for their purposes than having them
qualità nata dalla collaborazione di persone esperte che sono
create the model on a blank canvas”.2
proposte come veri e propri moderni demiurghi.
Fonte: Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers
2
Tratto dall’intervista a Gonzalo Martinez (Direttore ricerca strategica, Chief Technology Office, Autodesk), PwC Technology Forecast, “The future of 3-D printing: moving beyond prototyping
to finished products”, 2014
12 | Digital Manufacturing e artigianato digitaleModelli di artigianato
Analizzare la relazione tra Digital Manufacturing e L’atelier consiste in una realtà non troppo dissimile
artigianato, considerando quest’ultimo come una realtà dal laboratorio artigiano, anche se più elitaria e meno
unica, sarebbe un errore. L’artigianato si esprime in varie predisposta all’associazione. Come il laboratorio è governato
forme, con obiettivi e valori non sempre simili. In funzione dall’artigiano, l’atelier si sviluppa intorno alla figura
degli elementi culturali e della maturità economico-sociale, dell’artista che produce capolavori. Anche nell’atelier
si assiste ad una differenziazione del modo in cui tali esiste una forte gerarchizzazione dei ruoli e una forma,
dimensioni si esplicano. Identifichiamo tre differenti modelli molto leggera, di trasmissione della conoscenza. L’atelier
di artigianato: laboratorio, atelier, fabbrica. è molto legato al fondatore, il quale gestisce il rapporto
con i committenti; ma la poca strutturazione e la natura
Il laboratorio, o bottega, è inteso, a partire dal Rinascimento, artistica dell’atelier danno luogo a rapporti particolarmente
come un luogo in cui si producono degli oggetti e in cui conflittuali con gli stessi.
lavorano vari artigiani con vari livelli di esperienza, mentre
apprendisti imparano il mestiere imitando e riprendendo In contrapposizione ai precedenti modelli, nella fabbrica
quanto insegnato loro dai più esperti o dal “maestro”. artigiana la manualità con cui si attua il processo
Nel laboratorio è particolarmente importante la gerarchia produttivo ha un ruolo predominante. La logica di business
dei ruoli come anche l’educazione degli apprendisti e la e la redditività prevalgono mentre la trasmissione della
trasmissione della conoscenza artigiana. La formalità conoscenza e la gerarchia sono finalizzate alla gestione
del laboratorio, in passato, ha portato alla definizione di efficiente della struttura. La fabbrica artigiana opera su
regole comuni e all’associazione degli stessi in gilde. Queste volumi maggiori rispetto al laboratorio, ma in essa la
corporazioni agivano in modo solidale offrendo protezione personalizzazione rimane elemento di rilievo pur costretto
agli artigiani e in alcuni casi acquisendo particolare potere nei limiti della gestione economicamente vantaggiosa.
sociale. I laboratori esistono tuttora anche se i più famosi
sono quelli rinascimentali come la bottega del Verrocchio che Anche se esistono vari modelli di artigianato, il valore
ha visto tra i vari apprendisti Leonardo Da Vinci. fondante che ne permette l’esistenza è senza dubbio la
creatività. L’elemento comune è la rilevanza dell’ideazione
nel processo produttivo, la centralità del design degli oggetti.
Digital Manufacturing:
progetti, soluzioni, processi,
nuovi mercati e nuova
domanda.
PwC | 13Le tecnologie 3D
Le tecnologie legate al Digital L’importanza della stampa 3D consiste
Manufacturing comprendono sia nel rendere maggiormente intuitiva la
stampanti 3D che tecnologie digitali. logica espositiva, permettendo, inoltre,
Tra le ultime, troviamo le macchine a di materializzare concetti e idee in modo
controllo numerico (Computer Numeric chiaro ed immediato.
Control - CNC), il laser cutter e lo
scanner 3D. È importante sottolineare che ogni
Le tecnologie CNC e il laser cutter sono tipologia di stampa presenta delle
basate sul concetto di “manifattura caratteristiche specifiche e dei vantaggi,
sottrattiva”, quindi allineate con l’idea ma anche delle limitazioni rilevanti
classica di manifattura: dalla materia, (in primis, una relativa lentezza
tramite processi come la fresatura, nel processo di stampa, alti costi di
la torchiatura, il taglio e altri, viene produzione, talvolta poca robustezza
ricavato l’oggetto. Queste tecnologie del prodotto). È perciò importante
rispettano la struttura sequenziale dei conoscere le diverse tecnologie a
processi produttivi e sono già diffuse disposizione per riuscire ad orientarsi
in modo capillare nei tessuti produttivi e compiere le scelte giuste, tenendo
evoluti, come quello lombardo in Italia. in considerazione quanto riportato
Per quanto riguarda gli scanner 3D è nell’introduzione a proposito della
necessario un discorso a parte. Questa velocità di evoluzione delle tecnologie.
tecnologia, infatti, è uno strumento utile
per sviluppare un progetto a partire Nel processo di produzione degli oggetti
da un oggetto già esistente. In questo stampati la prima fase è rappresentata
concetto risiede la grande differenza dalla modellazione. In questa fase, ogni
rispetto alle altre tecnologie: gli scanner dettaglio dell’oggetto viene descritto con
3D impattano sulla progettazione, l’aiuto di software CAD (Computer Aided
mentre macchine a controllo numerico, Design) per la modellizzazione in 3D. Si
laser cutter e stampanti 3D forniscono crea, quindi, un file che successivamente
un’alternativa alla produzione in serie. subisce un processo di slicing.
Il processo suddivide il modello virtuale
In questo documento ci concentriamo dell’oggetto “in strati” che la stampante
sulla stampa 3D, la tecnologia che ha potrà creare in successione. Il risultato
e avrà maggiori impatti sul processo è un file nel formato compatibile con la
produttivo e sull’organizzazione del stampante 3D scelta.
lavoro rispetto alle altre tecnologie di
Digital Manufacturing.
14 | Le tecnologie 3DTipologie di software per la stampa in 3D Queste fasi preliminari sono • tecnologie di
fondamentali e indipendenti dalla fotopolimerizzazione: un polimero
tipologia di stampa che si vuole liquido viene solidificato attraverso
utilizzare. Infatti, le tipologie di stampa l’esposizione alla luce di un
ad oggi diffuse sono varie e si possono proiettore/laser;
Modellazione Slicing Stampa suddividere in quattro categorie in
funzione del metodo utilizzato per • tecnologie granulari: un materiale
realizzare l’oggetto: granulare, steso su un letto di
supporto, viene fuso in maniera
Fonte: PwC, 2015
• tecnologie di estrusione: un selettiva per formare un oggetto
materiale semi-liquido viene estruso solido;
@lanacioncom da un ugello riscaldato e depositato
27 febbraio 2015 su una superficie per formare • tecnologie di laminazione: i fogli
Presentan el primer motor de avión l’oggetto, strato dopo strato; di materiale vengono sovrapposti e
fabricado con una impresora 3D poi intagliati opportunamente.
Tecnologie di estrusione Schema del meccanismo di stampa per estrusione (FDM)
È la tipologia di stampa più diffusa e utilizzata
dalle stampanti di tipo entry-level perché di facile
implementazione. Un filo di materiale viene depositato
secondo il modello CAD, a livelli progressivi, da un Filamento
Estrusione Descrizione estrusore. Nella maggior parte dei casi l’estrusore è
Estrusore riscaldato
riscaldato, e il materiale raffreddandosi si solidifica
sullo strato precedente. Questa tecnologia è anche
conosciuta con il nome registrato da Stratasys, Fused Materiale
Deposition Modeling (FDM).
Materiale fuso
ABS, PLA, policarbonato, polimeri vari, cemento,
Materiali ceramica, legno, ingredienti alimentari (cioccolato,
zucchero).
Utilizzo simultaneo di più materiali; materiale
Vantaggi
resistente.
Necessità di strutture di supporto e di post-produzione,
Modello solidificato
superficie dell’oggetto non particolarmente liscia, Piattaforma
Svantaggi
elevate tempistiche di stampa, possibili imperfezioni
nell’adesione tra strati e rischio deformazione.
Prototipia, produzione di stampi e strumenti,
Applicazioni
oggettistica. Fonte: PwC, 2015
PwC | 15Tecnologie di fotopolimerizzazione
È la prima tecnologia di manifattura additiva che sia stata implementata.
La base di appoggio si trova immersa nel materiale (resina liquida); un
raggio ultravioletto viene diretto attraverso la superficie secondo il modello
Stereolitografia (SL o SLA) Descrizione
3D, indurendo il materiale e formando il primo strato. La base viene quindi
abbassata, rimanendo sempre immersa nel materiale, e il primo strato viene
utilizzato come base di appoggio per lo strato successivo.
Materiali Plastica simile alla gomma, termoplastica, plastica ignifuga, resine trasparenti.
Alta risoluzione e qualità della superficie dell’oggetto, stampa di geometrie
Vantaggi
complesse.
Necessità di strutture di supporto e di post-produzione, fragilità del materiale
Svantaggi
nel lungo periodo.
Applicazioni Modelli dentali, modelli per gioielli, prototipi, stampi per produzione.
Tecnologia simile a SL ma la fonte di luce è un proiettore DLP che contiene
una serie di microscopici specchi, chiamati DMD, i quali ruotando proiettano
Digital Light Processing (DLP) Descrizione
la luce su una lente. Il controllo sull’orientamento degli specchi permette la
proiezione di un’immagine molto nitida.
Materiali Plastica, fotopolimeri vari, polimeri a base di cera.
Velocità di stampa, disponibilità di materiali colorati, alta risoluzione (in
Vantaggi particolare per stampanti in cui la superficie proiettabile è minore), scarti
ridotti.
Svantaggi Necessità di strutture di supporto e di post-produzione.
Applicazioni Parti per apparecchi acustici, applicazioni in ambito dentale.
Il funzionamento è molto simile a quello delle stampanti 2D: la “testina”
Polyjet o Material Jetting Descrizione deposita piccole quantità di materiale, che viene deformato dalla luce
ultravioletta per formare lo strato.
Materiali Fotopolimeri.
Utilizzo di più materiali, superfici lisce, post produzione limitata alla rimozione
Vantaggi
del supporto.
Svantaggi Necessità di strutture di supporto.
Applicazioni Prototipi, stampi per produzione
16 | Le tecnologie 3DTecnologia nanofotonica simile a SL. La fonte di energia usata per solidificare
Two-photon polymerization (2PP) Descrizione selettivamente gli strati dell’oggetto è un laser a luce pulsata con frequenza
dell’ordine dei femtosecondi.
Materiali Resine fotosensibili, materiali biologici.
Alta definizione e precisione di dettagli, capacità di stampa di oggetti di
Vantaggi dimensioni molto piccole (ordine di grandezza dei batteri); alta velocità di
stampa.
Svantaggi Necessità di strutture di supporto e di post-produzione.
Circuiti microelettronici, strutture biomediche per la rigenerazione dei tessuti,
Applicazioni strumentazione medica per la somministrazione di medicinali (ad esempio
microaghi).
Schema del meccanismo di stampa per stereolitografia
Sistema
di scanner
Laser
Raggio laser
Strato di resina
solidificata
Resina liquida
Fonte: PwC, 2015
PwC | 17Tecnologie granulari
Binder Jetting Descrizione La piattaforma di appoggio viene ricoperta della polvere di materiale. Un collante è selettivamente
depositato secondo il modello CAD formando uno strato. Successivamente la piattaforma viene
abbassata e ricoperta da un nuovo strato di polvere. Si procede fino ad ultimare l’oggetto che viene
poi messo ad essiccare in un forno. Spesso gli oggetti devo subire delle “infiltrazioni” per riempire
microscopiche sacche d’aria e sigillare la superficie.
Materiali Sabbia, polveri, metalli, ceramiche, ingredienti alimentari, vetro.
Vantaggi Nessuna struttura di supporto, velocità di produzione elevata, possibilità di stampare in più colori,
costi di produzione inferiori rispetto ad altre tecnologie.
Svantaggi Minor resistenza degli oggetti stampanti rispetto SLS o SLM, necessità di post-produzione per
assicurarsi la tenuta.
Applicazioni Prototipi, prodotti artistici, stampi per la produzione di oggetti in metallo.
Selective Laser Descrizione Il laser viene diretto sulla superficie ricoperta di polvere di materiale, sinterizzando selettivamente
Sintering (SLS) le particelle, ovvero il materiale viene parzialmente fuso. Nel processo di solidificazione le
molecole si aggregano contribuendo alla formazione dello strato dell’oggetto. Quando lo strato
è concluso, la piattaforma di appoggio viene abbassata e un rullo distribuisce dell’altra polvere
per formare il nuovo strato sopra al precedente. La camera di stampa è sigillata per mantenere la
temperatura appena al di sotto del punto di fusione della polvere di materiale.
Molto simile a SLS è Selective Heat Sintering (SHS): in questo caso viene utilizzata una sorgente
di energia meno intensa. Stampanti di tipo SHS sono quindi meno costose e spesso di ridotte
dimensioni.
A partire da SLS sono state sviluppate diverse tecnologie ad hoc per la produzione di oggetti in
metallo. Tra queste figurano Direct Metal Laser Sintering (DMLS), laserCUSING e SLM.
Materiali Nylon, titanio, alluminio, metalli vari e leghe, polistirene, vetro, ceramica, sabbia, cera.
Vantaggi Stampa oggetti con geometrie e strutture complesse, strutture di supporto non necessarie, elevata
resistenza dei materiali, possibilità di controllo della porosità del materiale.
Svantaggi Considerevole durata del raffreddamento successivo alla stampa, necessità di infiltrazioni con
ulteriori materiali per migliorare la porosità, bassa risoluzione, superfici ruvide.
Applicazioni Prodotti in plastica. Per DMLS: parti per velivoli, parti finite per applicazioni ingegneristiche,
oggetti metallici resistenti e leggeri.
18 | Le tecnologie 3DSelective Laser Melting Descrizione Molto simile a SLS ma in questo caso il materiale viene completamente fuso per
(SLM) formare una parte omogenea. Per questo motivo, i materiali metallici disponibili non
sono leghe, ma metalli puri in quanto il punto di fusione deve essere unico.
Materiali Solo metalli in polvere.
Vantaggi Geometrie e strutture complesse.
Svantaggi Considerevole durata del raffreddamento successivo alla stampa.
Applicazioni Impianti ortopedici, componenti utilizzate nel settore aerospaziale.
Electron Beam Melting Descrizione Simile a SLM ma la fonte di energia è un fascio di elettroni e quindi il processo deve
(EBM) svolgersi sottovuoto. Il fascio di elettroni viene passato diverse volte per ogni strato: il
primo passaggio riscalda il materiale fino alla temperatura ottimale; il secondo fonde
la polvere per creare il bordo dell’oggetto; i passaggi successivi fondono il materiale
per formare le parti interne.
Materiali Metalli e leghe (ad esempio titanio e cobalto).
Vantaggi Stampa parti dense senza pericolo di deformazioni.
Svantaggi Considerevole durata del raffreddamento successivo alla stampa
Applicazioni Medicale (impianti), aerospaziale, automotive, settori industriali specializzati.
Directed Energy Descrizione Queste tecnologie utilizzano un braccio meccanico mobile da cui viene emesso un
Deposition (DED) laser, o un fascio di elettroni, o un gas ionizzato. Attraverso questa fonte di energia
e seguendo il modello CAD, vengono riscaldate le zone dello strato su cui sono poi
depositate le polveri di materiale. Le polveri sono spruzzate da un ugello alimentato
in ciclo continuo, modalità che permette di cambiare materiale molto facilmente
e, quindi, produrre oggetti con strutture interne complesse e proprietà fisiche che
non potrebbero essere sviluppate con le tecniche tradizionali. Inoltre, con questa
tecnologia è possibile sia produrre nuovi oggetti che riparare oggetti esistenti.
Materiali Acciaio inossidabile, rame, nickel, cobalto, alluminio, titanio.
Vantaggi Produzione di oggetti con diversi materiali e geometrie complesse.
Svantaggi Superfici ruvide, necessità di post-produzione.
Applicazioni Riparazione di attrezzatura meccanica.
PwC | 19Schema del meccanismo di stampa per SLS, DMLS e SLM In aggiunta alle tecnologie di estrusione, In conclusione, le tecnologie di stampa
fotopolimerizzazione e granulari, 3D non solo permettono la stampa di
riportiamo brevemente anche le sistemi o subsistemi nella loro interezza
Specchio tecnologie di laminazione (Laminated come pezzi unici e non assemblati
di scansione
Object Manufacturing LOM), ovvero che possono inglobare al loro interno
Laser
una tipologia di stampa che prevede la parti elettroniche, sensori, batterie,
sovrapposizione di fogli di materiale ma permettono anche la possibilità
che successivamente vengono intagliati. di stampare pezzi in multimateriale
Molti ritengono che questa tecnologia combinando le tecniche della
non abbia futuro, ma il basso costo dei manifattura additiva e quelli della
materiali, le possibilità di riciclo dello manifattura tradizionale.3
Rullo scarto e l’ampia gamma di colori a
disposizione potrebbero essere fattori
determinanti per alcune applicazioni.
Piattaforma Schema del meccanismo di stampa per LOM
di produzione Polvere
Piatto di riscaldamento
Pistone
Alimentazione
carta
Fonte: PwC, 2015 Carta per stampa
Ugello
adesivo
PIattaforma
Materiale
adesivo
Lama di tungsteno
carburo
Fonte: PwC, 2015
3
PwC Technology Forecast, Printers will become more automated and easier to use, in “The future of 3-D printing: moving beyond prototyping to finished products”, pag. 7, 2014
20 | Le tecnologie 3DPwC | 21
Le applicazioni
nei diversi mercati
L’evoluzione delle tecnologie di stampa Prototipia
3D e il conseguente aumento dei
Ancora oggi l’utilizzo più diffuso,
materiali a disposizione hanno ampliato
specialmente in Italia, della stampa
notevolmente la gamma di applicazioni
3D è quello della produzione di
e soluzioni di prodotto e di processo,
prototipi. Questa tecnologia permette
dando il via ad un circolo virtuoso:
in tempi rapidi e a costo ridotto di
la possibilità di sperimentare e
chiarire ambiguità nei disegni di
superare limiti tecnologico-scientifici
progetto, verificare la funzionalità di
spinge verso la ricerca costante di
alcune componenti, di apportare delle
nuove tecniche e metodologie di
modifiche al progetto e svilupparlo
stampa e l’utilizzo di nuovi materiali,
ulteriormente in modo da raggiungere la
eventualmente creati appositamente.
soluzione ottimale.
Tutto ciò comporta cambiamenti ed
evoluzioni a crescita esponenziale che
Esempi
ispirano applicazioni in campi sempre
• Il National Research Nuclear
diversi.
University MEPhI di Mosca si è dotato
di alcune stampanti per permettere
Ad oggi, le possibilità di utilizzo di
agli studenti di sviluppare un
questa tecnologia sono molteplici
prototipo di una capsula endoscopica.
e spaziano dalla produzione di
Il risultato è stato sorprendente: gli
componenti meccaniche altamente
studenti sono stati capaci di iniziare
specializzate alla stampa di oggetti
la fase produttiva in un solo mese e
personali per uso domestico. Tra le
hanno dato la possibilità di accedere
principali segnaliamo le seguenti.
ad una visita non invasiva a molte
persone a costi ridotti.4
@News_Pharma • Nelle riprese per il film “Skyfall”
25 febbraio 2015 (2012, S. Mendes) si è fatto uso di
DeltaWASP 3D Printer Quadruples copie stampate con la tecnologia di
Prosthesis Production for Orthopedic Lab Binder Jetting della Aston Martin
del protagonista. I modelli sono stati
22 | Le applicazioni nei diversi mercatiottenuti assemblando 18 parti, poi Esempi Infatti, è necessario che il cliente capisca Esempi
dipinte e cromate in modo da ottenere • La società Linear Mold utilizza la la relazione degli spazi interni ed • In un laboratorio pisano, Enrico
delle repliche perfettamente identiche tecnologia DMLS per la produzione esterni: è nello sviluppo dei plastici che Dini, “l’uomo che costruisce le case”,
all’originale, ma con l’inserimento dei di varie componenti, come ad si massimizzano l’efficacia e la soluzione ha progettato una stampante in
danni richiesti dal copione, come ad esempio maniglie per automobili.7 tecnologica di stampa digitale. Jacobs grado di realizzare forme libere di
esempio alcuni fori di proiettile.5 Engineering, Arup e tutte le più grandi qualunque dimensione utilizzando
• La tecnologia FDM è utilizzata società di ingegneria in sala stampa sabbia e ossido di magnesio induriti
Tooling anche per la produzione di non ospitano solo plotter, ma anche tramite spruzzi di cloro. La vera
bobine altamente specializzate stampanti 3D. Tramite l’utilizzo della rivoluzione consiste nell’opportunità
La stampa in 3D può essere impiegata
per macchinari di risonanza stampante 3D è ora possibile controllare di poter stampare direttamente in
in due modi diversi per la produzione
magnetica.8 Oltre all’impiego di anche le “forme dell’architettura” cantiere evitando costi onerosi di
di strumenti e utensili. Il primo è un
materiali compatibili con i forti avendo l’opportunità di gestire in trasporto e assemblaggio e l’uso di
approccio indiretto che prevede la
campi magnetici, la possibilità di fase progettuale forme riprese dalla casseforme o stampi.9
realizzazione di stampi e matrici con
costruire geometrie complesse e già natura e del tutto particolari. Inoltre è
materiali di vario genere (gomma,
assemblate riduce le componenti possibile realizzare, facendo particolare • Le applicazioni in edilizia
cera, plastica, metalli e altri) atti alla
necessarie, i costi e i tempi. riferimento ai pannelli di facciata, riguardano anche i singoli
fabbricazione di componenti o del
moduli di qualsiasi dimensione e forma, componenti. Un esempio è
prodotto stesso.
Per entrambi gli utilizzi i vantaggi della ognuna di diversa curvatura. rappresentato dall’azienda Arup
manifattura additiva riguardano la che utilizza la stampa 3D per la
Esempi
possibilità di creare facilmente varie Applicazioni nelle costruzioni realizzazione di giunti strutturali. La
• Stratasys ha supportato con la
versioni a basso costo, la riduzione delle società di ingegneria ha applicato la
propria tecnologia FDM la società Un settore vicino a quello
fasi produttive e dei costi, attraverso il tecnologia di stampa 3D per ideare
RLM Industries per la produzione dell’architettura è quello delle
risparmio di materiale, la diminuzione uno speciale giunto strutturale
di stampi per una fonderia costruzioni, in cui si cominciano a
delle componenti da assemblare e la ad alta resistenza. Arup sta così
militare.6 L’utilizzo della stampa registrare interessanti sviluppi come
possibilità di migliorare le strutture con sperimentando la tecnologia per
3D ha permesso una rapida fase di la costruzione in situ di abitazioni e
geometrie studiate appositamente. ottenere vantaggi tecnici (alta
progettazione e una produzione l’introduzione di finiture ed elementi
resistenza) ma anche economici
immediata, con risparmi stimati strutturali stampati con materiali
Applicazioni nell’architettura realizzando pezzi su misura a prezzi
dell’80% sui costi e sui tempi. speciali, come cemento ad asciugatura
contenuti ottenendo elementi più
Nell’ambito dell’architettura i modelli in rapida, fibre di vetro, argilla bagnata,
efficienti dal design sofisticato.
Il secondo utilizzo consiste nell’impiego scala sono fondamentali e sono impiegati polvere di arenaria e acciaio.
L’innovazione tecnologica applicata
della manifattura additiva per la con diversi utilizzi per la progettazione
all’edilizia permette anche di
produzione diretta di utensili o architettonica, la comunicazione con i
ridurre drasticamente gli sprechi di
componenti di prodotto. clienti, gli incontri pubblici e le mostre.
materiale e l’impatto ambientale.10
Prima della consegna al cliente di un
progetto, è necessario studiare la forma
degli edifici e relazionarli al loro contesto.
4
“MEPhI harnesses 3D printing technology to quickly prototype much-needed engineering solutions” su www.3dsystems.com, URL consultato il 22 aprile 2015
5
“The secret behind James Bond’s Aston Martin DB5: How Skyfall producers used 3D PRINTED cars to spare the priceless original” su www.dailymail.co.uk, URL consultato il 22 aprile 2015
6
“Investment Casting with FDM Tooling” su www.stratasys.com, URL consultato il 22 aprile 2015
7
Wohlers associate, “Wohlers Report 2014, Annual Worldwide Progress report 3D printing and Additive manufacturing State of the Industry”, 2014.
8
“Producing MRI Components with FDM” su www.stratasys.com, URL consultato il 22 aprile 2015
9
www.d-shape.com
10
“Arup unveils its first 3D-printed structural steel building components” su www.dezeen.com, URL consultato il 22 aprile 2015
PwC | 23• Grandi vantaggi emergono per la I vantaggi che se ne possono trarre sono Questa tipologia di intervento
stampa 3D di singoli componenti molteplici, ad esempio si riducono i potrebbe diffondersi sempre più,
edilizi come ad esempio i serramenti. tempi per le procedure di intervento, si anche grazie allo sviluppo di
In questo caso, la stampante incrementano le possibilità di successo software che automaticamente
3D sostituisce il lavoro prima e il recupero risulta più veloce e meno trasformano le immagini di esami,
eseguito con seghetto e lima da doloroso. quali tomografie e risonanze
falegname e vetraio ma non le idee magnetiche, in modelli 3D per
e la progettualità. Il processo di Esempi la progettazione e l’impianto di
produzione si velocizza garantendo • La società statunitense Orgonovo protesi.14
estrema precisione di realizzazione e dal 2003 si occupa di ingegneria
una posa in opera secondo “la regola dei tessuti stampando tessuti • Ha già preso piede, invece, la
dell’arte”, così come richiesto in organici attraverso una tecnologia produzione attraverso tecnologie
campo edilizio. In provincia di Varese proprietaria. In particolare, hanno di 3D printing di impianti dentali
l’imprenditore Stefano Comida sta sviluppato un tessuto, exVive3D™ personalizzati. La società BEGO
sperimentando da qualche anno Liver, che replica la struttura USA, che si occupa di protesi
questa possibilità traendone dei biomolecolare del tessuto del dentarie dal 1890, collabora con
prodotti innovativi e di design.11 fegato, dando la possibilità di EOS per la produzione di protesi
svolgere test in vitro molto più via laser sintering, incrementando
Applicazioni mediche e sanitarie attendibili che in precedenza.12 l’accuratezza e le percentuali di
successo e abbattendo i tempi.15
Uno degli ambiti in cui la tecnologia
• Altro esempio di applicazione delle
di 3D printing sta avendo maggior
tecnologie di Digital Manufacturing Applicazioni aerospaziali,
successo è quello medico. La varietà
per la salute delle persone è la per l’industria dell’auto, dei giocattoli
di metodologie di stampa permette
stampa di protesi ortopediche e oggettistica
un’ampia gamma di applicazioni: l’uso
studiate appositamente per il
di modelli anatomici per lo studio e la Come accennato in precedenza, con il
singolo paziente. Ad esempio, è
pianificazione di interventi chirurgici per tempo l’uso del 3D printing sarà sempre
stata impiantata una protesi d’anca
ogni paziente, la produzione di protesi più impiegato anche per la produzione
stampata in 3D ad una ragazza
anatomiche personalizzate con materiali di oggetti finiti, restituendo un ruolo
svedese, che è stata salvata da una
biocompatibili e altamente specializzati, fondamentale alla personalizzazione
vita in sedia a rotelle.13
impianti di tessuti organici per facilitare dei prodotti e alla produzione di parti
la rigenerazione e curare alcune di ricambio. I settori in cui si stanno
patologie, etc. già osservando importanti progressi
@loliva2011 sono l’aerospaziale, l’automotive, la
8 aprile 2015 fabbricazione di oggetti in metallo/
Stampa in #3dprint per il restauro. plastica/gomma, la produzione di
Bellissimo! giocattoli, oggettistica ed elementi di
arredo.
11
“I “serramenti in 3D” di Stefano Comida” su www.asarva.org, URL consultato il 22 aprile 2015
12
“exVive3D™ Liver, Tissue Performance” su www.organovo.com, URL consultato il 22 aprile 2015
13
“3D Printed Hip Implant Allows Teen to Finally Walk” su http://3dprint.com/, URL consultato il 22 aprile 2015
14
“Personalized Prosthetics:From Bytes to Bones” su www.siemens.com, URL consultato il 22 aprile 2015
15
“Medical (Dental): BEGO USA - Patient specific restorations made of a high-performance alloy” su www.eos.info, URL consultato il 22 aprile 2015
24 | Le applicazioni nei diversi mercatiPuoi anche leggere
