Stampa 3D per la produzione – le novità del Formnext 2018

bugatti 3d printed engine protocube 2

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Una delle principali sfide che l’innovazione industriale sta affrontando è senza dubbio relativa alla stampa 3D per la produzione. Le tecnologie di manifattura additiva sono ormai uno standard piuttosto diffuso nell’ambito della prototipazione, soprattutto per quanto concerne l’industrial design. Casi virtuosi quali Divergent 3D, in cui la stampa 3D diventa il principale processo utilizzato per costruire il prodotto finale, rappresentano ancora l’eccezione nell’ambito della produzione, che è l’obiettivo reale cui mira attualmente l’industria manufatturiera: un’ambizione concreta e tangibile anche al Formnext, la principale fiera per il settore additive manufacturing in Europa.

Per fare il punto sulle novità più interessanti presentate al Formnext 2018, 3D Stories ha coinvolto l’opinione di Marco Cravero, senior consultant di Reply nell’ambito dell’additive manufacturing. Con Marco abbiamo operato una selezione critica tra le migliaia di novità presentate all’evento, per individuare le idee ed i prodotti da seguire con attenzione nei prossimi mesi.

(FLT) – A livello di macro trend, quali sono le sensazioni riscontrate entrando al Formnext? 

(MC) – Il definitivo superamento di una fase enthusiast che ha portato al fallimento del mercato relativo alle stampanti domestiche. Oggi la stampa 3D mira soprattutto ai settori professionali, in particolare alla produzione. Più che una semplice sensazione, confortano i numeri relativi all’esplosione delle tecnologie relative alla stampa dei metalli e dei materiali ceramici. Fino all’anno scorso la scena era dominata dai polimeri, anch’essi sempre più interessanti in termini di contenuti. In generale il business relativo alla stampa 3D sta offrendo sempre più soluzioni interessanti, al punto che si rende necessario iniziare a fare una selezione di argomenti.

(FLT) – Qual è il particolare più evidente di questa svolta?

(MC) – I big one della stampa 3D in metallo (Renishaw, GE, EOS, ecc.) al di là di presentare i singoli modelli, si sono focalizzati nell’allestimento delle linee di produzione, completi di tutti i principali dispositivi utili ad implementare dei veri e propri sistemi di stampa 3D. L’attenzione si è dunque spostata dalla stampante 3D ad un concetto più ampio, sia dal punto di vista tecnologico che in termini di implementazione all’interno di uno stabilimento produttivo. Abbiamo inoltre notato una grande attenzione nei confronti delle tecnologie legate alla creazione dei materiali. In fiera erano infatti presenti, e ben partecipati, i produttori degli atomizzatori, che servono a produrre materialmente le polveri metalliche utilizzate nei processi di stampa. Se inizia ad esserci mercato anche in relazione a questi aspetti, è chiaro che c’è un concreto interesse a produrre. Un altro aspetto che conferma l’interesse verso la produzione è il grande numero di casi studio presentati: da oggetti di arredo fino a cerchioni o strumenti musicali con design decisamente avveniristici, capaci di catturare l’attenzione degli spettatori, coinvolgendoli e stimolando la loro fantasia.

3d printed metal part

Le potenzialità creative della stampa 3D non conoscono davvero limiti (credits Protocube Reply)

(FLT) – La stampa 3D dei metalli finora ha avuto una diffusione prevalentemente nell’aerospace e nel medicale di alto livello. Cosa sta cambiando?

(MC) – C’è un generale incremento delle tecnologie produttive, che lascia presagire una diffusione sempre più ampia, sia per quanto riguarda le applicazioni generiche, sia per quelle più specifiche, mirate a risolvere in particolare una data esigenza industriale. In parallelo ai processi basati sulla sinterizzazione laser, è in tal senso interessante la crescita di soluzioni legate all’altra principale metodologia di stampa 3D per i metalli, ossia quella di deposizione diretta (DMP – direct metal printing). Oltre ai soliti grandi nomi, abbiamo visto finalmente nuovi brand presentare concretamente le loro macchine, come nel caso di BeAM (Be Additive Manufacturing). Il vantaggio di poter depositare il materiale con un braccio robotico, su 5 assi, consente applicazioni finora inedite, non solo in termini di libertà creativa: si pensi alla possibilità di riparare o modificare pezzi già realizzati. Si tratta di un’esigenza molto ricorrente in ambito industriale. I metodi di produzione tradizionale non hanno assolutamente questo genere di flessibilità, per cui credo che questi sistemi avranno un buon successo commerciale anche in tempi relativamente brevi.

Questo scenario ha aperto lo spazio per diverse soluzioni ibride, che espongono dei concetti davvero molto suggestivi, come nel caso della portoghese Adira. Uno dei principali limiti della sinterizzazione laser è l’area di stampa, data dalle dimensioni del letto di polvere dove il laser interviene per solidificare le parti. Per ovviare a questo problema, Adira ha proposto il sistema TLM (tiled laser melting) caratterizzato da una cellula di stampa in grado di muoversi sopra una base di polvere di grandi dimensioni. Logicamente la cella opera soltanto su due assi, non su cinque come un sistema robotico DMP, ma il tentativo di unire i punti di forza di più metodi di stampa 3D dei metalli potrebbe avere un seguito davvero notevole.

(FLT) – Tra le applicazioni più innovative, quali sono a tuo avviso quelle da seguire con maggior attenzione?

(MC) – Ce ne sono davvero moltissime, mi limito a citarne alcune. La prima è relativa a Viridis 3D, un sistema a braccio robotico sviluppato da Envisiontec che consente di fare degli stampi in sabbia, il che consentirebbe di abbattere in modo drastico i tempi di realizzazione rispetto alle procedure tradizionali. Parliamo di qualcosa che potrebbe essere definito addirittura in giornata, contro procedure che abitualmente richiedono diverse settimane.

Una bellissima idea tecnologica è inoltre rappresentata da Spee3D con la sua Supersonic Deposition Technology, un brevetto che affronta la deposizione di materiale con un approccio davvero innovativo. In questo caso il materiale solidifica dopo essere “sparato” ad altissime velocità, senza necessitare di un processo di fusione. Proprio questo aspetto eliminerebbe tutte le problematiche dovute alle possibili deformazioni degli oggetti stampati, che derivano dalle alte temperature che entrano in gioco per fondere il materiale in quella che è la procedura di deposizione standard, al momento più largamente diffusa. Spee3D rappresenta inoltre l’esempio pratico e concreto di quanto sia ancora possibile fare oggi nella stampa 3D in termini di nuove idee ed applicazioni.

Un altro aspetto molto interessante è costituito dalle stampanti SLS (selective laser sintering) economiche, come quella presentata da Sintratec, che tra le sue particolarità può essere assemblata direttamente da ogni acquirente: un fatto inedito per una stampante 3D di questa tipologia. Sarà curioso provarla per conoscerne le performance. Se con una spesa entro i 15.000 euro fosse possibile entrare nell’ambito del sinterizzato si aprirebbero delle prospettive molto interessanti anche per i designer e le piccole aziende, attualmente costrette ad esternalizzare prototipi e prodotti realizzati con certi materiali.

(FLT) – Dal punto di vista della stampa 3D con materiali multipli, possiamo attenderci delle novità concrete?

(MC) – E’ presto per dirlo, ma anche in questo caso, gli spunti sono decisamente interessanti. I sistemi multi resina non sono una novità, mentre lo sono le tecnologie che consentono di stampare simultaneamente con più polveri. Mi riferisco a quanto presentato da Aerosint, un’azienda belga che ha presentato una stampante in grado di gestire due polveri simultaneamente nello stesso letto di stampa. In generale tutta la sezione dedicata alle startup del Formnext ha offerto suggestioni ed esempi davvero molto interessanti. Rimane da capire quali delle soluzioni da loro proposte avranno continuità in termini di presenza sul mercato e dunque di reale implementazione in un contesto produttivo.

(FLT) – Quali sono invece gli standard diffusi che vanno via via consolidando la propria posizione sul mercato?

(MC) – Credo che in questo frangente vadano citate le soluzioni FDM (fused deposition modeling) di Desktop Metal e Markforged. La prima è tecnicamente una startup che ha tra i propri finanziatori nomi del calibro di Google, BMW e Lowe. Offre soluzioni molto scalabili, decisamente più economiche delle soluzioni laser e capaci di soddisfare tutte le fasi di sviluppo di un prodotto: al Formnext ha presentato il suo sistema di produzione. Le stampanti 3D di Desktop Metal sono in grado di “estrudere” il metallo in maniera simile a quanto avviene tradizionalmente nel caso della plastica. La tecnologia proprietaria (Single Pass Jetting) è stata brevettata presso il MIT dal gruppo del professor John Hart, peraltro uno dei co-fondatori della startup, presente al Formnext con degli speech molto interessanti.

Con una soluzione FDM decisamente differente rispetto a Desktop Metal, Markforged si conferma uno dei produttori più affidabili, soprattutto per chi cerca una soluzione in grado di stampare plastica, metallo ed una notevole varietà di materiali compositi a costi accessibili, senza affidarsi per forza a giganti del calibro di Stratasys o 3D Systems. Credo che la ricerca sui compositi sia molto interessante nell’ottica di ottimizzare i processi di tooling, con il cosiddetto metal replacement: l’utilizzo di materiali in grado di offrire un’alternativa valida a quanto solitamente verrebbe realizzato con il metallo. Ciò comporta la necessità competenze specifiche nell’ambito del design ma può consentire risparmi di tempi e costi davvero sorprendenti, senza essere costretti ad investire in tecnologie di altissima gamma.

(FLT) – Quali sono state invece le sorprese in negativo? Mi riferisco in particolare a quei produttori che potrebbero aver in qualche modo deluso le aspettative.

(MC) – Una delle cose di cui ti rendi davvero conto visitando un evento come Formnext è la distanza tra il mondo del marketing, della comunicazione su internet e quello che potremmo definire il mondo reale, costituito dalle stampanti 3D all’opera, che in fondo è ciò che interessa maggiormente a qualsiasi professionista in questo ambito. Per citare un esempio, soprattutto nell’ultimo anno, abbiamo seguito con grande attenzione la Fuse 1 di Formlabs. Dopo il successo della Form 1 e della Form 2, che consentono di stampare in resina con meno di 5000 euro, speravamo di poter finalmente mettere le mani su una tecnologia SLS (selective laser sintering) altrettanto accessibile: i 10.000 euro di riferimento per una stampante 3D di questo genere potrebbero essere qualcosa in grado di rivoluzionare davvero il mercato. Utilizzo il condizionale, perché al Formnext lo stand di Formlabs era in sostanza incentrato soltanto sulle Form 2. Per vedere che aspetto avesse dal vivo una Fuse 1 ho dovuto chiedere nello specifico ad un addetto, ma mi è stato mostrato un modello scollegato, con parti che parevano addirittura arrugginite. Strano, dal momento che la Fuse 1 era stata presentata in demo già al CES, lo scorso mese di gennaio. Potrei citare altre celebri disillusioni, mi limito a Formlabs per il semplice fatto che era quella su cui riponevo maggiori aspettative. Speriamo di essere smentiti dai fatti che seguiranno.

(FLT) – Per restare in tema di grandi nomi dal comportamento piuttosto “misterioso”, sul fronte Carbon quali novità dobbiamo aspettarci?

(MC) – Carbon era presente in grande stile al Formnext, con tutti i modelli allestiti in un sistema di produzione, ma ad oggi rimane molto difficile da avvicinare. La rapidità della sua tecnologia CLIP la renderebbe molto interessante soprattutto per la produzione, ha pubblicato dei bei casi studio ma di fatto non è disponibile per la vendita, soltanto per un noleggio molto riservato ed in Italia non ha al momento alcuna distribuzione. Un altro prodotto “misterioso” è indubbiamente quella di XJet, che vanta un seguito enorme per il fatto di avere una tecnologia basata sulla stampa di nanoparticelle sia in metallo che in ceramica. E’ un’azienda dai numeri molto importanti e l’ha confermato in termini di presenza al Formnext, ma rimane da chiedersi quando potremo vedere realmente all’opera le sue stampanti.

Il viaggio di 3D STORIES alla scoperta delle tecnologie e delle soluzioni di stampa 3D per la produzione continua. In merito alle previsioni sulla stampa 3D dei metalli vi rimandiamo alla lettura del seguente articolo, relativo al 2018 che sta per concludersi e che ha visto realizzarsi buona parte delle previsioni citate – https://3dstories.protocube.it/3d-printing-market/

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Suggestivo prototipo in scala di un veicolo, presentato dal produttore di stampanti 3D tedesco BigRep (credits Protocube Reply)

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Francesco La Trofa

Francesco La Trofa

Architetto e giornalista, con 20 anni di esperienza nelle tecnologie 3D.
Consulente di enti pubblici e aziende 3D per aspetti legati alla progettazione e alla comunicazione.
Responsabile dei contenuti editoriali di Treddi.com e co-fondatore dei Digital Drawing Days, evento unico nel suo genere in Italia.
Collabora attivamente nella ricerca e nella didattica presso il Politecnico di Milano.
Per Protocube Reply cura 3D STORIES.