Un nuovo articolo di Giancarlo Magnaghi di Cherry Consulting sulla stampa 3D. L'articolo è stato pubblicato su Office Automation di dicembre 2014

1. Il nuovo anno sarà denso di novità per tutti coloro che seguono il settore del 3D
printing per quanto riguarda il mercato sia consumer sia industriale.
80 dicembre 2014
STAMPA 3D
In questo momento la stampa 3D è un tema mol-
to caldo e popolare, tanto che è possibile trovare
anche in edicola un’opera a fascicoli per costruire
da sé la propria stampante casalinga.
Di questo argomento, il grande pubblico non aveva
mai sentito parlare fino al 2012. Nel 2013 ha comin-
ciato a destare interesse anche tra i consumatori e
nel 2014 il mercato ha iniziato a decollare in modo
deciso. Il mercato della stampa 3D, che negli ulti-
mi 30 anni si è sviluppato a ritmi di crescita a cifra
singola, dal prossimo anno dovrebbe conoscere la
sua prima vera esplosione.
Molte analisi macro-economiche e di mercato, come
il Report annuale 2013 di Goldman Sachs, pubblicato
nel mese di aprile 2014, considerano la stampa 3D
come uno dei tre principali aspetti della rivoluzione
tecnologica in atto in questi anni, confermando la
tesi che essa sia uno degli otto ‘distruttori creativi’
(creative destructor, in inglese) che daranno nuova
forma all’economia globale del futuro. Il termine
‘creative destructor’ fu coniato nel 1942 da Joseph
Schumpeter nell’opera “Capitalismo, socialismo e
democrazia” per definire un “processo di cambia-
mento industriale che rivoluziona incessantemente
la struttura economica dall’interno, distruggendo
il vecchio e creando il nuovo senza soluzione di
COSA DOBBIAMO
ASPETTARCI
Giancarlo Magnaghi
continuità”, che costituisce una spinta inarrestabile
ad adattarsi o a morire quando si affermano modi
davvero nuovi di fare le cose, come è già succes-
so per esempio, nel mondo della fotografia, della
musica, della cinematografia, della stampa e degli
uffici quando si sono imposti i contenuti digitali.
Secondo Gartner Group, la diffusione della stampa
3D, insieme a smart machine e cloud computing
caratterizzerà il mondo digitale nel 2015. Lo stesso
Gartner Group riporta che, mentre nel 2014 sono
state vendute 108.000 stampanti 3D a livello mon-
diale, nel 2015 se ne venderanno il doppio, ovvero
217.000, per arrivare a 2,5 milioni nel 2018. La cur-
va di assorbimento del mercato ormai è avviata e
crescerà con lo stesso ritmo incrementale almeno
per i prossimi cinque anni. Il costo della stampa 3D
diminuirà nei prossimi tre anni e il settore registrerà
una rapida crescita. Verranno messi in commercio
nuovi dispositivi caratterizzati da un più favorevole
rapporto prezzo/prestazioni e si intensificherà l’u-
tilizzo di questi sistemi in ambito industriale, nelle
applicazioni biomediche e consumer.
Per quanto riguarda la spesa, per il prossimo anno
il mercato delle stampanti 3D dovrebbe valere circa
1,6 miliardi di dollari, ma questa cifra è destinata a
salire fino a 13,4 miliardi entro il 2018, con l’ingresso
©OleksiyMark–Fotolia.com

2. 81dicembre 2014
di ulteriori tecnologie che si affiancheranno all’e-
strusione (FDM) anche in termini di consistenza
numerica.
Le stampanti al di sotto dei 1.000 dollari nel 2014
hanno rappresentato l’11,6% del mercato comples-
sivo, ma secondo Gartner entro i prossimi quattro
anni il 28% del mercato sarà rappresentato dalle
macchine più performanti comprese nel range di
prezzo dai 1.000 ai 2.500 dollari, richieste dal mer-
cato consumer, da quello professionale e dal mon-
do delle imprese.
Come si muove il mercato
Come in tutti i nuovi mercati in forte ascesa, c’è
un’eccessiva frammentazione del mercato consumer,
i cui prodotti sono proposti da una cinquantina di
produttori affermati (tra cui diverse aziende italiane)
e oltre 200 startup. Poiché questi numeri sono in
via di esplosione, soprattutto a causa dell’impatto
dei numerosissimi produttori locali, la frammenta-
zione globale crescerà moltissimo a livello globale
ancora per qualche anno.
Nonostante il continuo ingresso di nuovi player, il
mercato dell’offerta sta maturando e si sta conso-
lidando. Sono iniziate le acquisizioni da parte dei
big player delle aziende più piccole, per acquisire
nuove quote di mercato e per completare le linee di
prodotti. Per esempio, Stratasys, uno dei principali
fornitori di stampanti 3D, che ha una quota del 55%
del mercato delle stampanti al di sopra dei 10.000
dollari dopo avere incorporato alcuni produttori
storici di stampanti 3D come Object e Solidscape,
ha acquisito anche il produttore di stampanti FDM
desktop Makerbot, che attualmente
detiene il 35% del mercato totale del-
le stampanti 3D FDM desktop. Anche
3D Systems ha acquisito e continua
ad acquisire altre aziende.
Ma anche i grandi marchi delle stam-
panti tradizionali stanno scaldando i
motori per entrare nel mercato della
stampa 3D. Hewlett Packard, convin-
ta delle potenzialità della stampa 3D
applicata ai nuovi processi industria-
li, ha presentato una stampante 3D
basata sulla nuova tecnologia Multi
Jet Fusion, che secondo HP sarà più
rapida fino a 10 volte rispetto alle at-
tuali tecnologie. Per ottenere questo
risultato, la Multi jet Fusion sfrutta la
tecnologia Thermal Inkjet, che utilizza
un materiale da stampare in polvere
sul quale vengono depositati seletti-
vamente agenti chimici da 30 ugelli,
con una risoluzione fino a 21 micron, da 2 a 5 vol-
te migliore di quella delle normali stampanti FDM.
La progressiva riduzione dei costi rappresenta il
driver principale della diffusione della stampa 3D
nel mercato consumer, mentre per quanto riguarda
il mondo delle imprese al prezzo si associa anche
l’importanza di disporre di tecnologie sufficiente-
mente performanti ed economicamente convenienti
per la prototipazione rapida e per la produzione in
piccoli volumi in comparti differenti, dall’architet-
tura ed edilizia all’aeronautica, dal mondo dell’au-
tomotive a quello del design, dalla gioielleria alla
pasticceria, raggiungendo anche ambiti artigianali e
amatoriali, grazie alla disponibilità di strumenti che
facilitano la modellazione e la stampa degli oggetti,
primi tra tutti i portali da cui è possibile scaricare,
anche gratuitamente, modelli digitali in 3D di og-
getti; il solo portale Thingiverse, per esempio, ne
contiene oltre 400.000.
Tra motori di ricerca e marketplace
Per aiutare a trovare tra i parecchi milioni di mo-
delli 3D scaricabili da internet quelli che più si av-
vicinano alle proprie esigenze, sono spuntati come
funghi anche i motori di ricerca di modelli 3D, come
Yobi3D, yeggi, 3dshap.es e Freebie 3D, che effet-
tuano la ricerca di oggetti all’interno dei diversi
repository di modelli. Ovviamente, questi siti sono
utili a chi cerca oggetti di uso comune come tazze,
lampade, soprammobili o giocattoli, ma non a chi
cerca componenti industriali come la girante di un
turboreattore o la testata di un motore. Oggetti di
design o comunque più complessi sono disponibili
©xtock–Fotolia.com

3. 82 dicembre 2014
nei marketplace internet specializzati, come Sha-
peways, dove è possibile comprare e vendere mo-
delli 3D. Alcuni siti offrono anche la possibilità di
stampare con diversi materiali il modello acquistato.
Anche in Italia esistono marketplace online su cui gli
artigiani del terzo millennio, noti a tutti ormai con il
termine maker, vendono oggetti da loro progettati
e completamente personalizzabili, come MakeTank,
una piattaforma di e-commerce che abbina al design
contemporaneo Made in Italy le tecniche di digital
fabrication e l’open source hardware Arduino. Il
principale valore aggiunto è l’unicità degli ogget-
ti venduti, infatti il cliente può chiedere al maker
di personalizzare il prodotto a suo piacimento. Al
progetto MakeTank hanno aderito oltre 110 maker
che propongono più di 1.200 oggetti innovativi.
Tra le categorie merceologiche più diffuse acces-
sori, complementi d’arredo, piccoli mobili e gioielli.
Si stanno anche affermando nuovi modelli di busi-
ness. Uno di questi è 3D Hubs, una community fon-
data nel 2013 da un gruppo di imprendi-
tori olandesi e con sede ad Amsterdam,
che ha sviluppato una rete mondiale di
servizi di stampa 3D a cui sono asso-
ciate oltre 9.000 stampanti 3D in 160
nazioni, e continua a crescere in modo
esponenziale, anche in Italia. Fino a pochi
mesi fa, la città che ospitava il maggior
numero di stampanti era Milano, solo re-
centemente superata da New York, vedi
tabella in questa pagina che illustra la
situazione degli associati nelle cinque
città più importanti della rete 3D Hubs
a fine novembre 2014.
Nuove applicazioni
La stampa 3D si sta muovendo al di là
della produzione di oggetti in plastica e
della prototipazione rapida industriale.
Oggi, le stampanti 3D possono non solo
gestire materiali che vanno dal titanio alla cartila-
gine umana, ma anche produrre componenti pie-
namente funzionali, tra cui complessi meccanismi,
batterie, transistor e LED.
La produzione additiva continua a espandersi nei
settori tradizionali: industria aerospaziale e automo-
bilistica, medicina, oreficeria, stampi per fonderia,
dove rimangono molte sfide (i costi e la varietà di
materiali, i vincoli per la produzione ad alto volume,
la lentezza e gli alti costi delle macchine) e grandi
istituzioni come i governi e le multinazionali stanno
iniziando a investire pesantemente in queste tec-
nologie abilitanti della terza rivoluzione industriale.
Nel 2014, i risultati più spettacolari la stampa 3D
li ha ottenuti nel campo spaziale, dove si attendo-
no notevoli sviluppi nei prossimi anni. La NASA ha
sviluppato stampanti 3D per produrre nella base
spaziale ISS (International Space Station) parti di
ricambio e cibo per gli astronauti. Il prototipo del-
la stampante per le parti di ricambio, in orbita da
Maker italiani in prima linea
La diffusione della community 3D Hubs, una delle più attive tra i maker di tutto il mondo, nelle prime
cinque città del suo network.
Posizione Città Maker Stampanti 3D
1 New York 730 158
2 Milano 688 138
3 Londra 849 115
4 Los Angeles 606 110
5 Amsterdam 2.281 99
Fonte: 3D Hubs, novembre 2014
Cosa dobbiamo aspettarci

4. 83dicembre 2014
settembre 2014, ha prodotto il 24 no-
vembre 2014 il primo pezzo in condizio-
ni di microgravità. Nel novembre 2014,
anche ESA (European Space Agency)
ha lanciato in orbita la stampante 3D
sperimentale POP 3D (Portable On-
Board Printer), utilizzata dalla nostra
astronauta Samantha Cristoforetti per
esperimenti di produzione additiva in
microgravità finanziati da ASI (Agenzia
Spaziale Italiana). Il progetto POP3D è
stato realizzato in Italia da Altran Italia,
Thales Alenia Space e IIT (Istituto Italia-
no di Tecnologia). Produrre direttamen-
te nello spazio alcuni componenti, avrà
un valore enorme per le attività spaziali,
ancora maggiore nel caso di un viaggio
più lungo, per esempio verso Marte. Si
parla inoltre del fatto che sia NASA che
ESA starebbero pianificando la costru-
zione di basi su Luna e Marte grazie alla stampa 3D.
Nel campo dell’architettura e dell’edilizia, la stampa
3D è già utilizzata con successo per la creazione
di modelli e plastici. Oggi però i progettisti sono
diventati molto più ambiziosi e si sono spinti nella
stampa di veri e propri edifici ed elementi architet-
tonici. A credere maggiormente a questa opportu-
nità sono soprattutto gli architetti spagnoli, italiani
e tedeschi. Fuori Europa, soprattutto gli architet-
ti cinesi e statunitensi sono all’avanguardia nella
creazione di edifici prodotti con stampanti 3D. Se-
condo lo European Architectural Barometer report,
a partire dal 2015 questa tecnologia avrà un impat-
to importante anche sui componenti per l’edilizia.
Si avranno interessanti sviluppi anche nel mercato
degli oggetti promozionali e della personalizzazio-
ne, con particolare riguardo ai ‘mini-me’, i selfie 3D
che sono la moda del momento. Sono state create
catene in franchising per produrli (come Insta-Twin)
e 3D Systems ha annunciato la disponibilità di una
cabina fotografica 3D appositamente concepita per
eseguire facilmente la scansione 3D delle persone,
necessaria per realizzare i mini-me.
Evoluzione dell’offerta e delle tecnologie
Le principali limitazioni tecniche attuali sono dovute
alla definizione dei prodotti ottenibili, che costitui-
sce uno dei punti deboli delle stampanti FDM, che
hanno risoluzioni tipiche di 100-300 micron. Sono
già apparse però sul mercato stampanti FDM di
medio costo con risoluzioni di 40-50 micron, che
in alcuni casi arrivano fino a 15 micron.
Anche il problema delle dimensioni massime di
stampa viene parzialmente superato da stampanti
professionali di nuova generazione con dimensioni
più generose (fino 1 metro di lato) e costi relativa-
mente contenuti: tra i 5.000 e i 30.000 euro.
La varietà dei materiali a disposizione sta aumen-
tando di giorno in giorno, anche se siamo ancora
abbastanza lontani dal disporre dei materiali ne-
cessari per produrre qualsiasi oggetto.
Grazie alla decadenza nel 2014 dei brevetti di base
della tecnologia SLS, molte università e molte start-
up hanno iniziato a lavorare su macchine SLS eco-
nomiche per plastica, metalli e ceramiche, che sa-
ranno disponibili nel 2015.
Anche nel campo delle stampanti per stereolito-
grafia sono previsti sviluppi interessanti e con co-
sti più contenuti. Per esempio, la startup italiana
Lumi Industries, che ha sviluppato lo scorso anno
LumiFold, la prima stampante DLP 3D portatile e
pieghevole, ha in fase di crowdfunding su Indie-
gogo la stampante 3D Lumi Pocket, che utilizza la
tecnica stereolitografica 3D DLP Printing basata
sull’utilizzo di un materiale fotosensibile liquido
posto in un contenitore e solidificato a strati da un
comune videoproiettore collegato a un computer.
Questa tecnica ha tempi di stampa molto veloci e
permette di raggiungere qualità di stampa miglio-
ri delle stampanti FDM e di scegliere tra una vasta
gamma di materiali: dalla plastica simile all’ABS,
alla resina per la gioielleria e le fusioni a cera persa,
agli oggetti flessibili. Il 2015 si preannuncia quindi
come il primo anno della vera diffusione di massa
della stampa 3D nelle PMI e nelle aziende artigiane.