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

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. 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