Tante le novità in un mercato dalle crescite promettenti

1. settore della produzione.
Per potersi diffondere nella
produzione, le stampanti 3D
devono però risolvere ancora
cinque limitazioni che si possono
superare in parte con l’evoluzione
delle tecnologie attuali, ma
richiedono l’introduzione di nuove
tecnologie per ottenere veri salti
quantitativi e qualitativi: modeste
velocità di produzione; limitata
scelta di materiali utilizzabili; limitate
dimensioni massime dei prodotti
fabbricabili; integrazione con
altre macchine di produzione e
inserimento nei contesti produttivi e,
naturalmente, costi elevati.
Da stampante a robot?
Il 2016 è caratterizzato
prevalentemente dal
consolidamento delle tecnologie
esistenti, con macchine più
veloci ed economiche nel
campo dell’estrusione (FFF),
della stereolitografia (SLA), della
sinterizzazione laser per polveri di
resine e metalli (SLS), ma anche dalla
comparsa di un maggior numero
di macchine multifunzione e ibride
(stampa e scansione 3D, taglio laser
e fresatura), basate anche su bracci
robotici o veicoli automatici in grado
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Il mercato della stampa 3D è stato
caratterizzato negli ultimi 12 mesi
dall’ingresso di alcuni protagonisti
dell’informatica tradizionale, come
Canon, HP, Olivetti e Ricoh. La
commercializzazione delle stampanti
3D di Olivetti e di Ricoh è già
iniziata, mentre quelle di HP saranno
disponibili a fine 2016 e quelle di
Canon nel 2017, anno in cui sono
attesi anche altri grandi produttori
come Toshiba, Konica Minolta ed
Epson, attratti da un mercato che è
considerato da molti analisti “The
next trillion-dollar industry”.
Secondo le stime rilasciate all’inizio
di giugno da Context nel corso
della fiera DRUPA di Düsseldorf, il
mercato globale della produzione
additiva (stampanti, scanner,
software, materiali, e servizi)
raggiungerà nel 2020 il valore di
quasi 18 miliardi di dollari, mentre
il giro d’affari delle sole stampanti
professionali e consumer passerà
dagli 1,8 miliardi di dollari del 2016
ai 6,4 miliardi di dollari nel 2020, con
un CAGR del 38%.
Questa impennata è dovuta al
fatto che la stampa 3D, che ha già
raggiunto una notevole diffusione
nel settore della prototipazione
rapida, inizia ora a diffondersi nel
ottobre 2016
Tecnologie emergenti
TANTE LE NOVITÀ IN UN MERCATO
DALLE CRESCITE PROMETTENTI
di stampare ‘out of the box’ oggetti
e strutture di grandi dimensioni.
Tra questi il centro di produzione
a braccio robotico realizzato da
Stratasys in collaborazione con
Siemens, Boeing e Ford; la stampante
a braccio robotico Galatea della
francese Drawn che costruisce
mobili; il robot multifunzione
MakerArm prodotto dalla startup
texana Techjango e il robot Triple
Delta del designer Olandese Van der
Geest.
La tendenza a integrare testine di
stampa 3D per plastica o metalli
nei bracci robotici per verniciatura
e saldatura o in robot umanoidi, è
generalizzata e viene sperimentata
nelle università e nei centri di ricerca
di tutto il mondo. Si sta anche
affermando la stampa 5D, basata
su robot a 5 assi, e la stampa 4D,
basata su materiali intelligenti, di cui
parleremo nella prossima rubrica.
I ricercatori di Siemens hanno
realizzato robot con otto zampe a
forma di ragno, dotati di telecamere
e scanner 3D chiamati SiSpis, capaci
di estrudere PLA (e in futuro altri
materiali) organizzati in squadre
governati da una sorta di ‘intelligenza
collettiva’ per realizzare strutture
come scafi di navi o fusoliere di
Giancarlo Magnaghi
QUELLI CHE... LA STAMPA 3D

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aerei, lavorando in parallelo in modo
cooperativo.
Macchine di grande formato
Nel campo delle macchine a
grande formato, l’azienda israeliana
Massivit 3D (www.massivit3d.com),
ha creato una nuova tecnologia di
stampa 3D denominata GDP (Gel
Deposition 3D Printing), in cui un
gel fotopolimero viene estruso e
immediatamente lavorato da una
sorgente UV. La Massivit 1800,
particolarmente adatta per creare
grandi oggetti per il visual marketing
(fino a 180x150x120 cm), può
raggiungere velocità fino a 350 mm/
ora (700 mm/ora con due testine di
stampa).
La BAAM (Big Area Additive
Manufacturing) è una stampante 3D
di dimensioni industriali prodotta
da Cincinnati Incorporated in
grado di estrudere diversi tipi di
plastica per realizzare parti di grandi
dimensioni. È stata utilizzata da
Local Motors per produrre la Strati:
la prima vettura stampata quasi
completamente in 3D. Con una
velocità di deposizione di 18 Kg/ora
di materiale, permette di stampare la
carrozzeria di un’intera autovettura
in 44 ore.
3D Systems ha annunciato il sistema
di produzione HSFG (High Speed
Fab Grade), dotato di un piano
di lavoro mobile che fa passare
i pezzi sotto numerose testine
che depositano gocce di polimeri.
Il sistema HSFG, non ancora
commercializzato, può depositare
fino a 4 miliardi di gocce di polimeri
colorati per minuto, una velocità
50 volte maggiore delle attuali
tecnologie a getto.
Nano Dimension (www.nano-di.
com ) sta sviluppando la stampante
3D DragonFly 2020 in grado di
realizzare circuiti stampati anche
multilayer, utilizzando inchiostri
conduttivi di argento e dielettrici
basati su nanotecnologie.
Aumenta anche la diffusione di
molti nuovi materiali, come fibra di
carbonio, grafene, vetro, ceramiche,
inchiostri conduttivi e magnetici
oltre a materiali per applicazioni
biomediche.
Le nuove tecnologie in arrivo
per il 2017
Dal 2017 in poi, dovrebbero invece
rendersi disponibili alcune tecnologie
completamente nuove, destinate a
rivoluzionare questo mondo. Come
le tecnologie CLIP (Continuous
Liquid Interface Production)
della società Carbon 3D (www.
carbon3d.com) e ILI (Intelligent
Liquid Interface) della canadese
NewPro3D (www.newpro3d.com)
simili alla stereolitografia con foto-
polimeri, ma fino a 100 volte più
veloci rispetto alle tecnologie attuali.
Anche l’italiana Nexa 3D (www.
nexa3d.com) sta sviluppando per la
sua stampante NX-1la tecnologia
LSPc (self-Lubricant Sublayer
Photocuring), un’evoluzione della
stampa DLP che promette velocità
di stampa fino a 40 volte superiori
(50 secondi per realizzare 1 cm, pari
a 720 mm/ora), grazie a una pellicola
oleosa e a un processo continuo
che supera il concetto tradizionale
di layer.
La nuova tecnologia ‘a getto
d’inchiostro termica’ MultiJet Fusion
di HP punta cambiare radicalmente
la stampa 3D industriale,
permettendo la produzione di parti
a colori, multi-materiale e altamente
resistenti allo stress, a costi più bassi
e con velocità di produzione fino
a 300 mm/ora, 10 volte superiore
rispetto alla velocità media delle
macchine SLS. Le stampanti
HP Jet Fusion 3D 3200 (per
prototipazione) e HP Jet Fusion 3D
4200 (per produzione) depositano
ottobre 2016
agenti liquidi sul piano di stampa
utilizzando 30.000 ugelli. Lo strato
deposto viene poi ricoperto da due
agenti di fusione per migliorare la
qualità superficiale del prodotto,
mentre una fonte di energia termica
fissa il materiale.
Nelle stampanti per metalli,Toshiba
ha annunciato una stampante con
tecnologia proprietaria LMD (Laser
Metal Deposition), che dovrebbe
utilizzare polveri metalliche come
l’acciaio inossidabile, ed essere
10 volte più veloce rispetto alle
attuali stampanti per metalli.
Questa tecnica di deposizione
può essere integrata in un robot
antropomorfo, abbinando la
flessibilità di movimento con la
tecnica additiva, con la possibilità di
riparare oggetti esistenti, o realizzare
una produzione ibrida utilizzando
il robot antropomorfo anche per
gestire frese e altri utensili.
Sembra molto promettente anche
la tecnologia a getto d’inchiostro
per la stampa 3D a metallo NPJ
(NanoParticle Jetting) sviluppata
dalla società israeliana XJet,
che utilizza testine di stampa
piezoelettriche simili a quelle delle
stampanti inkjet per produrre
un getto d’inchiostro metallico
contenente nano-particelle di
metalli.
Giancarlo Magnaghi, Consulente
g.magnaghi@studiomagnaghi.it