La produzione 3D nell'industria

In vent'anni, la stampa 3D industriale o additive manufacturing ha aperto molte opportunità di ottimizzazione nei settori della fabbricazione dei manufatti in metallo.

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Il concetto della produzione additiva, che consiste nella produzione di un pezzo, strato dopo strato partendo dal vuoto e da un disegno su file prodotto da un software CAD è relativamente vecchio. Lo sviluppo di processi di stampa più rapidi ed efficienti e di tecnologie di stampa industriali su larga scala ha consentito l'espansione della manifattura additiva in molti campi.

Settori

Settore aeronautico e spaziale

Il settore aeronautico e spaziale ha ampiamente beneficiato dei suoi progressi.
La fusione su letto di polvere, mediante laser (SLM/SLS) o fascio di elettroni (EBM), consente la produzione 3D di pezzi complessi. È così possibile ottimizzare la quantità di metallo da apportare per le stesse proprietà meccaniche o le stesse funzionalità. Integrando la tecnologia fin dalla progettazione dell'oggetto, si ottiene in questo modo una prototipazione rapida e una significativa riduzione, fino a circa il 70% del materiale necessario.

La produzione additiva consentirà la progettazione e realizzazione di nuovi modelli di aeromobili, più leggeri, con prestazioni migliori e quindi ridurrà le emissioni di CO2. Allo stesso modo, il materiale viene aggiunto solo dove è essenziale, il che rappresenta un guadagno in particolare per le forme complesse. Per leghe come il titanio, questo porta rapidamente a risparmi molto significativi. L'aeronautica parla del rapporto buy-to-fly: quanta massa di materia prima si deve comprare per avere 1 kg di pezzo a bordo dell'aereo. Non è raro che con le tradizionali tecniche di produzione si superi il 7, mentre la produzione additiva è prossima a 1, pur mantenendo, o addirittura migliorando, la qualità ottenuta.

Settore medicale

Anche la produzione per le varie applicazioni in campo medicale può trarre vantaggio dalla produzione 3D. Nella misura in cui il costo unitario di produzione mediante produzione additiva dipende poco dal numero totale di pezzi prodotti, si può immaginare di rendere democratico l’utilizzo delle protesi personalizzate, perfettamente adattate alla morfologia del paziente. L'ortodonzia è un altro esempio: gli apparecchi adattati possono essere realizzati durante l'evoluzione dell'allineamento dei denti. La stereolitografia - o SLA - può quindi essere utilizzata per realizzare il dispositivo giusto partendo dalla resina liquida.

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Industria degli utensili o della prototipazione

Anche l'industria degli utensili o della prototipazione fa ampio uso della produzione additiva. Il tempo di sviluppo del progetto, dalla progettazione alla produzione, può così essere drasticamente ridotto attraversando fasi iterative di prototipi.

La produzione mediante FDM (Fused Deposition Modeling) permette inoltre di ottenere rapidamente piccoli componenti in plastica stampandoli direttamente sul sito di produzione.

Altri settori di applicazione

Molte altre applicazioni restano ancora da scoprire: la stampa 3D di tessuti organici per uso medicale o alimentare o anche la costruzione di apparecchiature sul posto dalla Luna per la conquista dello spazio!

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