Materialise: le tre tendenze della stampa 3D per il 2021

Materialise

La crisi Covid-19 ha avuto un effetto enorme su ogni settore e continua a spingerci a pensare in modo diverso e secondo Materialise su questo fronte stampa 3D inizia il 2021 con tre tendenze chiave: il ritorno al tavolo da disegno per ripensare la produzione; la personalizzazione non solo dei prodotti, ma anche delle stesse stampanti 3D; la creazione rapida di nuove soluzioni.

Per Fried Vancraen, CEO e fondatore di Materialise, “in questo momento di grande cambiamento, dobbiamo avere il coraggio di fare passi coraggiosi e scartare ciò che non è a prova di futuro. Dobbiamo sfruttare i valori fondamentali di tecnologie come la produzione additiva per muoverci verso nuovi modi di pensare e fare che abbiano un impatto significativo".

"Crediamo  - continua il ceo della società belga - che la produzione additiva sia significativa quando consente alle persone di fare scelte migliori. La crisi Covid-19 ha dimostrato che la manifattura additiva può intensificarsi e fornire soluzioni significative alle sfide emergenti. Ma finora, queste soluzioni non hanno realmente giocato ai punti di forza della tecnologia. Il valore dell'additivo sta nel poter creare cose che nessun altro metodo di produzione può fare. La capacità di personalizzare, stampare con meno componenti e con meno sprechi, significa che può garantire soluzioni socialmente inclusive e che operano con la sostenibilità al centro. La chiave per una solida eredità per il nostro settore è continuare a trovare applicazioni significative che sfruttino queste qualità e portare una maggiore consapevolezza a tutto ciò che l'additivo ha da offrire”.

Di seguito, le tendenze che Materialise prevede per il prossimo anno per la stampa 3D.

Il ritorno al tavolo da disegno

Ovunque la crisi Covid-19 sta accelerando la digitalizzazione. Allo stesso tempo, la crisi climatica continua a creare un senso di urgenza per riconsiderare lo status quo dei sistemi economici e industriali. La continua comparsa di crisi così estreme significa che non possiamo più continuare come stanno andando le cose. Dobbiamo ripensare drasticamente il modo in cui operano le industrie e il modo in cui sviluppiamo soluzioni alle nuove sfide.

Le pressioni di questi tipi di minacce esistenziali richiedono qualcosa di più che semplici passi avanti incrementali. Anche i processi di innovazione incrementali lasciano poco spazio a tecnologie rivoluzionarie come la produzione additiva per avere un impatto. Ma permettendoci di ripensare completamente al modo in cui affrontiamo le soluzioni, apriamo la porta a nuovi design radicali e processi innovativi, qualcosa che l'additivo è naturalmente progettato per fare.

Prendiamo Airbus, per esempio. Recentemente hanno rivelato i piani per accelerare lo sviluppo di jet commerciali alimentati a idrogeno e saltare completamente lo sviluppo di motori ibridi. Questo audace salto significa che entro il 2035 il mondo potrebbe vedere il primo velivolo a emissioni zero e climaticamente neutro. Tecnologie come l'additivo possono svolgere un ruolo importante nella realizzazione di questi tipi di concetti innovativi.

Più di tutto ciò che è accaduto prima, le crisi globali stanno incentivando le industrie a velocizzare la loro innovazione tecnologica e questo clima di reinvenzione radicale rappresenta un'opportunità per l'additivo di diventare davvero determinante nelle aree del design e della produzione.

Secondo Bart Van der Schueren, CTO di Materialise, “la produzione additiva libera i progettisti dai vincoli e dai limiti delle tecnologie di produzione tradizionali, aiutandoli a concentrarsi sulla soluzione anziché sul prodotto. Di conseguenza, l'additivo ci consente di creare vantaggi in termini di prestazioni, risparmio di peso, tempo e costi. Fino ad ora, l'additivo ha potuto davvero solo dimostrare il suo potenziale. Ora ha la possibilità di farlo davvero".

Ricominciare da capo non significa partire dal nulla. Tornando al tavolo da disegno, creiamo la libertà di dare una possibilità alle nuove tecnologie. Per liberare nuove prospettive e possibilità. Quindi, l'unico limite al cambiamento che possiamo creare, è la nostra immaginazione.

Personalizzare il processo

Per Peter Leys, presidente esecutivo di Materialise, “È generalmente noto e accettato che una caratteristica unica e distintiva della stampa 3D è che riduce significativamente il costo di personalizzazione dei prodotti. Ciò che è meno noto e spesso trascurato è l'importanza di consentire a ingegneri e operatori di personalizzare e ottimizzare anche il processo di stampa in quanto tale”.

Perché la personalizzazione del processo è così importante? Il mondo additivo ideale non è un mondo in cui l'operatore preme semplicemente il pulsante di avvio e stampa il prodotto da stampare sulla base di un set di parametri preinstallato fornito con la macchina?

Ebbene, l'illusione di un mondo in cui un processo di stampa standard si adatta a tutte le applicazioni secondo Leys è sbagliata, miope e, ultimo ma non meno importante, pericolosamente noiosa.

In primo luogo, è sbagliato perché la stampa 3D è una tecnologia così flessibile che il suo potenziale sarebbe per definizione sottoutilizzato se solo pochi processi standard venissero implementati indipendentemente dal prodotto che viene fabbricato.

Se si desidera utilizzare la produzione additiva nella sua massima estensione, è necessario modificare ogni parametro della macchina e del processo in base al prodotto specifico che si intende stampare.

In un contesto di prototipazione, questa possibilità e questa necessità erano meno cruciali in quanto gli sforzi per adattare il processo a un particolare prodotto potevano essere ammortizzati, nella migliore delle ipotesi, solo su un lotto molto piccolo di prodotti. Poiché la produzione additiva è sempre più utilizzata per la produzione di massa, la necessità di elaborare il processo più ottimale per un particolare prodotto diventa ovviamente sempre più rilevante.

In secondo luogo, la filosofia dei prodotti one-process-fits-all-product è miope, perché trascura completamente il fatto che personalizzazione e localizzazione vanno di pari passo. O per dirla in modo diverso: le stampanti 3D possono essere installate solo in un ambiente di produzione distribuito, se gli operatori locali hanno la libertà e la capacità di adattare il processo alla loro realtà locale. In genere, i parametri primari sarebbero impostati centralmente e quindi parametri secondari più specifici sarebbero regolati dagli ingegneri nelle rispettive sedi per soddisfare le loro esigenze locali.

Infine, un mondo in cui un operatore non può contribuire con il valore aggiunto della propria conoscenza ed esperienza al processo di stampa sarebbe un mondo noioso premendo il pulsante di avvio. Il mondo dei processi standard non sarebbe solo noioso; sarebbe anche pericoloso, perché sarebbe un mondo con meno concorrenza in quanto gli impianti di stampa 3D non sarebbero in grado di distinguersi dagli altri operatori aggiungendo al processo la loro personale competenza ed esperienza. E la mancanza di concorrenza significa, in fin dei conti, mancanza di innovazione.

Quindi, più gli operatori hanno il potere di mettere a punto, ottimizzare e personalizzare il processo di stampa 3D, più il valore della stampa 3D sarà liberato. Sì, la stampa 3D dovrebbe diventare più veloce, più economica e più affidabile. Ma per arrivarci, la stampa 3D dovrebbe anche, e soprattutto, diventare sempre più personale.

Creare prodotti velocemente

Brigitte de Vet, che dirige le operazioni healthcare di Materialise, afferma che il “Covid-19 ha lanciato il mondo in uno stato di costante urgenza. Gli operatori sanitari così come i consumatori abituali si sono trovati di fronte a carenze e problemi di qualità sia per i prodotti medici essenziali che per i beni di consumo quotidiano, una conseguenza di un modello di mercato globale imperniato su una produzione di massa centralizzata. Le cose che eravamo soliti dare per scontate non sono più necessariamente disponibili o addirittura appropriate e nuove soluzioni devono essere sviluppate rapidamente".

La digitalizzazione sta accelerando in ogni area poiché le aziende stanno investendo in tecnologie che possono aiutarle ad adattarsi a questa nuova normalità di colmare le lacune di approvvigionamento, lavoro a distanza e soluzioni locali. Ma come parte di questa adozione, devono fare delle scelte e sceglieranno in base al rischio, al costo e al rapido ritorno sull'investimento (ROI).

L'additivo è una di quelle tecnologie digitali in grado di fornire ROI a breve termine, produzione a basso costo e basso rischio, ma il punto di ingresso è tipicamente arrivato con una lunga curva di apprendimento. Alcune aziende hanno avviato il processo di adozione dieci anni fa e sono ben posizionate per apportare maggiori cambiamenti alla tecnologia, ma le aziende nuove all'additivo non hanno più il lusso del tempo.

Per Brigitte de Vet “vediamo un trend in crescita per i servizi che guidano le aziende lungo questo percorso. Lo vediamo ad esempio nel mondo medico, dove il valore della medicina personalizzata è ben noto, ma c'è una bassa tolleranza per l'incertezza. Le nuove soluzioni devono offrire prove concrete che siano sicure ed efficaci e in grado di fornire uno standard di cura di alta qualità. I servizi di consulenza possono aiutare a ridurre al minimo il rischio di investimenti così grandi e ad accelerare le tempistiche condividendo la loro conoscenza esperta di ciò che la tecnologia può e non può fare e il giusto metodo di produzione necessario per ogni caso unico".

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