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Produzione additiva: a che punto siamo

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Stato dell’arte e prossimi sviluppi di un ecosistema in rapida evoluzione

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Produzione additiva: a che punto siamo

  1. 1. Stato dell’arte e prossimi sviluppi di un ecosistema in rapida evoluzione. 56 marzo 2017 Il mercato della stampa 3D e della Produzione Ad- ditiva (AM) continua a crescere in maniera tumul- tuosa, ma sta maturando e modificando i modelli di business. Alla fine del 2016, il valore del mercato globale stimato da Wholer’s (hardware + software + materiali + servizi) era dell’ordine dei 7 miliardi di dollari e raggiungerà i 27 miliardi nel 2022. Per quanto riguarda il numero di stampanti 3D vendute, Context ha presentato al CES 2017 di Las Vegas i dati relativi ai primi 9 mesi del 2016: circa 217.000 unità vendute (290.000 in tutto l’anno), di cui il 96% con un prezzo inferiore ai 1.000 dollari, mentre il segmento professionale/industriale chiude i nove mesi con 7.700 macchine consegnate, che hanno prodotto quasi l’80% del fatturato. La base installa- ta era di circa 660.00 unità a fine 2015 (Deloitte) e 950.000 a fine 2016. Dovrebbe superare il milione nel primo trimestre del 2017. PRODUZIONE ADDITIVA: A CHE PUNTO SIAMO Giancarlo Magnaghi Un mercato variegato Attualmente sono presenti sul mercato oltre 1.000 modelli di oltre 300 produttori, di cui una settan- tina producono macchine industriali (prezzo oltre i 5.000 dollari), e una decina offrono sistemi ibridi che integrano produzione additiva, sottrattiva (mac- chine CNC) e robot, come DMG Mori Seiki, Mazak e Optomec. Per quanto riguarda i materiali, i polimeri sono i più utilizzati, mentre il segmenti dei metalli è quello che crescerà più rapidamente, con un tas- so di crescita del 38% fino al 2020. Attualmente il valore dei beni prodotti con la produzione additi- va è dell’ordine dell’1% del mercato globale della manifattura, ma è destinato ad aumentare in modo deciso nei prossimi anni. Secondo Deloitte, nel 2018 il 50% dei produttori di prodotti di consumo, beni durevoli e ‘life sciences’ useranno la stampa 3D per produrre prototipi o parti di prodotti finiti e il mer- cato desktop maturerà, utilizzando altre tecnolo- gie oltre alle macchine FFF, che stanno comunque aumentando le loro prestazioni a livello industriale. Il mercato italiano 2016 ha rappresentato circa il 4% del mercato globale (250-300 milioni di euro). Il maggiore produttore italiano è DWS (9 milioni di Euro), che produce macchine SLA, seguito da Sharebot (1,8 milioni di euro) che utilizza tutte le principali tecnologie, mentre Sisma è l’unico pro- duttore italiano di stampanti 3D per metalli. Uno sguardo d’insieme Nelle maggiori manifestazioni di settore come Formnext di Francoforte (novembre 2016) e CES di Las Vegas (gennaio 2017) sono state presentate numerose novità. Al Formnext è apparsa chiara- mente la tendenza a passare dalla prototipazione alla produzione digitale diretta con grandi macchi- ne, spesso integrate con robot e macchine utensili INNOVAZIONE DIGITALE
  2. 2. 57marzo 2017 CNC. 3DSystems ha dimostrato il proprio concetto di fabbrica-robot in cui le stampanti 3D entrano nei sistemi di produzione delle attraverso tre filoni principali: produzione di stampi, materiali innovativi e soluzioni software avanzate. Siemens e Stratasys hanno annunciato la creazione di una partnership per integrare le rispettive soluzioni di Digital Fac- tory e di produzione additiva). Siemens ha anche annunciato la piattaforma integrata NX per la pro- duzione additiva per automatizzare la produzione con le principali tecnologie di stampa. Anche EOS punta alle soluzioni flessibili automatizzate e ro- botizzate per la produzione integrata, con un ro- bot che muove i moduli di lavorazione tra le varie stazioni di produzione, rimozione della polvere e post-processing. Concept Laser, ora controllata da General Electric insieme ad Arcam, ha annunciato la propria soluzione industriale M Line Factory che utilizza un robot Kuka, mentre la fabbrica nippo- tedesca DMG Mori ha presentato macchine ibride con AM+CNC. La stereolitografia (SLA) è stata ve- locizzata dalla tecnologia CLIP (Continuous Liquid Interface Production ) della società Carbon, men- tre Formlabs ha annunciato al CES la possibilità di utilizzare anche materiali ceramici. Anche nel campo delle stampanti a sinterizzazione (SLS), la scadenza dei maggiori brevetti nel 2014 ha fa- vorito la comparsa di macchine decisamente più economiche, come la SnowWhite di Sharebot. HP ha finalmente presentato le sue nuove stampanti 3D HP Jet Fusion per materiali termoplastici, e la Multi Jet Fusion Open Platform. Al CES 2017 è stata anche presentata la workstation 3D HP Sprout Pro G2, che consente di scannerizzare in 3D qualunque oggetto, modificarlo e inviarlo alla stampante 3D, e di lavorare in 3D, mescolando il mondo reale a quello virtuale. Nel corso del 2016 sono state in- trodotte altre macchine innovative, come SLCOM1 di Envisiontec, la prima stampante 3D industriale- per la produzione di oggetti costruiti con materiali compositi, utilizzando una tecnologia a laminazio- ne di fogli che sovrappone fogli laminati di mate- riali termoplastici compositi. La società israeliana XJet ha messo a punto una tecnologia a getto di nano-particelle che utilizza inchiostri metallici e ceramici. MarkForged ha annunciato al CES Metal X, una macchina in grado di stampare i metalli uti- lizzando la tecnologia proprietaria Atomic Diffu- sion Additive Manufacturing in cui sono stampate con il metodo FFF parti in titanio, acciaio, Inconel e alluminio ‘affogate’ in un materiale termoplasti- co. Il materiale plastico viene poi eliminato con un processo di sinterizzazione in forno. Nel campo dell’elettronica, le stampanti Voxel8 consentono di creare oggetti contenenti circuiti integrati, mentre la Dragonfly 2020 dell’israeliana Nano Dimension è in grado di stampare in contemporanea polimeri e metallo utilizzando inchiostri conduttivi a base di argento e di produrre circuiti stampati multistra- to funzionanti. Mentre le tecnologie SLA e SLS si stanno espandendo verso il basso, con prodotti più abbordabili, le stampanti a filamenti FFF si muo- vono nella direzione opposta, riducendo il gap di costi e prestazioni tra le varie tecnologie. Le mag- giori tendenze sono verso macchine professionali in grado di produrre oggetti di maggiori dimensioni e dotate di camera calda per migliorare la qualità e utilizzare materiali termoplastici che richiedono maggiori temperature di lavorazione. La stampan- te A2 di 3ntr con camera calda e 3 estrusori è la macchina FFF più performante prodotta in Italia. Uno sguardo al futuro Nel 2017, i prezzi delle stampanti SLA e SLS conti- nueranno a scendere e ci saranno macchine indu- striali più compatte ed efficienti. Le stampanti per metalli aumenteranno la loro diffusione, anche grazie alle nuove tecnologie. I materiali plastici rimarran- no i più diffuse. ABS, PLA e Nylon continueranno e essere i più usati, ma si diffonderanno materiali più performanti collocati ai livelli superiori della ‘piramide della plastica’, come Policarbonato (PC), ASA, Peek e Ultem, che però richiedono macchine con camera calda. Il 2017 sarà un anno transitorio per le tecnologie metalliche, poiché molti grandi operatori stanno lavorano alla prossima generazio- ne di sistemi, mentre dovrebbe iniziare la commer- cializzazione delle macchine di HP e di Canon. Ci saranno sempre più macchine ibride/multifunzione e l’integrazione con i robot e gli altri componenti della Fabbrica 4.0 sarà sempre più spinta e gli in- vestimenti saranno favorito dagli incentivi previsti dal Piano Industria 4.0. Le aziende inizieranno a integrare i metodi di manifattura tradizionali con la manifattura additiva, utilizzandola soprattutto per complementare e supportare le tecnologie esistenti. INNOVAZIONE DIGITALE

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