Stampa 3D per la produzione, le tre tendenze del 2019

Materialise ha individuato nelle "tre P" le tendenze per la stampa 3D del prossimo anno: polimeri, produttività e politica. Lo ha fatto partendo dal presupposto che la stampa 3D è una rivoluzione lenta, ma è una rivoluzione a prescindere, dato che la tecnologia che sta alla base consente di salvare vite umane, abilitare nuovi modelli di business, ridefinire il modo in cui si progettano i prodotti.

Come osservava la società belga lo scorso anno, l'industria stava spostando l'attenzione sull'individuazione delle giuste applicazioni per la stampa 3D, invece che sullo sviluppo di nuove tecnologie. Nel 2019 questa tendenza si intensificherà, poiché l'approccio alla stampa 3D orientato alle applicazioni dovrebbe attirare l'attenzione del mondo finanziario.

Il ceo di Materialise Fried Vancraen spiega che "Gli investimenti non saranno più rivolti ai produttori, ma alle aziende e alle start-up che applicano la stampa 3D per creare un reale valore aggiunto in settori specifici”.

Fried Vancraen, ceo di Materialise

Questa è già una chiara tendenza in Asia, dove i governi che in passato avevano investito nello sviluppo della tecnologia e nella produzione di macchine da stampa 3D stanno invece cercando metodologie per stimolare la consulenza e la co-creazione con la stampa 3D.

L'obiettivo è ampliare il pool di industrie utilizzando la stampa 3D, creando un mercato e una domanda di prodotti invece proseguire con la fornitura verso un mercato che non esiste. "La creazione e la stimolazione della domanda degli utenti accelererà ulteriormente la stampa 3D", secondo Vancraen.

La partnership tra Materialise e il polo industriale di Ulsan in Corea del Sud illustra bene questa tendenza. Dallo scorso luglio Materialise aiuta le aziende manifatturiere di Ulsan a sviluppare applicazioni attraverso progetti di co-creazione che combinano l'esperienza di stampa 3D di Materialize con la conoscenza delle aziende manifatturiere del loro settore, mercato e prodotto.

Quando un'azienda passa dalla produzione tradizionale alla produzione additiva, i progettisti devono adottare una nuova serie di regole: è un passaggio dal "design per la produzione" al "design per la produzione additiva". Sapere cosa funziona per un design destinato alla fusione di metalli non è sufficiente quando si passa al metal 3D printing.

Il 2019 secondo il ceo di Materialise

"Per il 2019, ci aspettiamo che i nuovi utenti continueranno a orientarsi verso la produzione additiva e vedremo un numero crescente di aziende che spostano la loro produzione in additivo o aggiungono l'additivo al mix. Non ci aspettiamo che il 2019 diventi un punto di flesso nella storia dell'additive manufacturing, ma che sia un passo incrementale verso un futuro additivo. La lenta rivoluzione continua". Fried Vancraen, ceo di Materialise.

La crescita dei polimeri

L'anno scorso Materialise ha previsto che la stampa 3D a metallo avrebbe attirato l'attenzione nel 2018. Ora sono i materiali plastici per la stampa 3D che si stanno preparando per una crescita sostanziale nel 2019.
Giovanni Vleminckx, esperto di materiali nel team di ricerca e sviluppo di Materialise, ha osservato un nuovo impulso nei produttori di materiali come BASF per produrre materiali specifici per la stampa 3D che potrebbero portare nuovi materiali dai laboratori di ricerca alla produzione: "Nuovi materiali per la stampa 3D non venivano prodotti perché non erano processabili sulle macchine disponibili in commercio. Ora i grandi fornitori di materiali stanno segnalando la loro volontà di portare avanti la tecnologia di stampa 3D. Ciò sta portando ad una crescita rapida e costante per la plastica per stampa 3D".

L'approccio basato sulle applicazioni per l'innovazione nella stampa 3D, secondo Materialise è un fattore che contribuisce a queste tendenze. Poiché le industrie identificano le applicazioni ideali per la stampa 3D, i produttori di materiali vengono spinti a sviluppare e certificare nuovi materiali per soddisfare tali applicazioni. Nel 2018 Materialise ha introdotto nuovi materiali plastici per offrire polipropilene (PP) per la sinterizzazione laser e Taurus, un materiale stereolitografico.

Photo: David Verhaege

Questa crescita è importante per le industrie più esigenti come l'aerospaziale e l'automotive che necessitano di materiali con proprietà e requisiti di qualità specifici. Occasionalmente, queste industrie hanno dovuto soppesare i vantaggi del design e il vantaggio competitivo che ottengono dalla produzione additiva contro i potenziali aspetti negativi dei costi o delle prestazioni. Ma andando avanti le industrie saranno in grado di scegliere i materiali che meglio soddisfano le loro applicazioni, sia che si tratti di prototipi funzionali o di serie.

L'aumento delle applicazioni di produzione, al contrario di quelle di prototipazione, sta alimentando la crescita nello sviluppo dei materiali. È probabile che la stessa crescita porti anche alla necessità di standardizzare i materiali e a un migliore controllo della macchina, specialmente per le industrie con requisiti di qualità molto esigenti, come i dispositivi aerospaziali e medici.

Nel frattempo, le aziende continuano a utilizzare materiali collaudati per applicazioni appena identificate. Un buon esempio è la partnership tra Materialise e Airbus che nel 2018 ha prodotto le prime parti stampate in 3D da collocare nelle cabine degli aerei commerciali di Airbus, utilizzando un materiale certificato aerospaziale che Materialise aveva introdotto nel 2013.

Software per produttività

Gli esperti di Materialise convengono sul fatto che la stampa 3D stia raggiungendo un nuovo livello di maturità. La stampa 3D è iniziata tre decenni fa come tecnologia di prototipazione rapida, evoluta in una tecnologia di personalizzazione e ora viene adottata per la produzione in serie. Poiché le industrie lavorano per integrare la stampa 3D nel loro mix di produzione, le loro sfide riguardano meno la tecnologia e più l'economia. L'obiettivo è ridurre i costi e aumentare l'efficienza. Come afferma Stefaan Motte, Vice President Software di Materialise, "dobbiamo aumentare produttività e redditività e ridurre i costi. Il software svolge un ruolo chiave in questo".

Il software consente di automatizzare le attività in tutto il processo di stampa 3D: "l'automazione del lavoro manuale durante la fase di preparazione, anche durante e dopo la produzione, è già di grande aiuto per rendere scalabile la stampa 3D e ridurre i costi. Ciò non solo riduce il lavoro ma migliora l'efficienza dell'intero processo", dice Motte.

Dei fattori di costo principali sono i materiali di consumo e il tempo della macchina. Un altro modo per migliorare la produttività è attraverso la simulazione del processo di stampa 3D. L'integrazione della simulazione nel flusso di lavoro di stampa 3D consente agli operatori di produzione di individuare potenziali errori di compilazione anche prima dell'avvio della generazione. Prevenire build falliti può aiutare a ridurre i costi di produzione, ridurre i tassi di scarto e aumentare la redditività complessiva.

Photo: David Verhaege

Tendenze di tecnologia neutrale

I principali produttori nel settore automobilistico, aerospaziale e dei beni di consumo si stanno rivolgendo alla stampa 3D per i suoi vantaggi di progettazione nei verticali esistenti. Tuttavia, c'è molto più potenziale da sfruttare nel mercato manifatturiero globale.

Per sbloccare questo potenziale e rivendicare una quota maggiore del mercato mondiale della produzione, l'industria della stampa 3D ha bisogno di soluzioni di interoperabilità e neutralità tecnologica. Se i produttori industriali vogliono essere seri nell'adozione della stampa 3D come tecnologia di produzione complementare per i prodotti finali, semplicemente non possono permettersi di essere bloccati in soluzioni proprietarie che ne limitano la flessibilità e la scelta.

"Se noi come industria vogliamo aumentare l'adozione della stampa 3D, dobbiamo lavorare insieme per fornire maggiore controllo, maggiore scelta di materiali e sistemi e, in definitiva, costi inferiori", osserva Fried Vancraen.

La stessa linea di ragionamento ha portato all'inizio del 2018 all'alleanza strategica di Materialise con BASF, che intende promuovere la crescita nel settore della stampa 3D promuovendo un modello di mercato più aperto. La combinazione del nostro software e l'esperienza di BASF nei prodotti chimici accelererà lo sviluppo di nuove applicazioni e creerà nuove opportunità di business.

Anche la politica sarà coinvolta

Come afferma Bram Smits, Public Policy Officer di Materialise, abbiamo visto la stampa 3D emergere come elemebnto di discussione negli ambienti governativi e ci si può aspettare un aumento significativo nel 2019. Questo aumento è un segnale che la stampa 3D sta guadagnando importanza nella società ed è liberandosi dall'etichetta di una tecnologia di prototipazione.

"Non è sempre stato facile per i governi vedere il quadro generale, perché il termine stampa 3D è stato utilizzato per tutto, dalla prototipazione rapida alla produzione in serie - spiega Smits -. "Ciò ha reso difficile per i governi stimare i potenziali e i rischi della stampa 3D per i cittadini e cosa esattamente dovrebbero cercare di potenziare attraverso la definizione delle politiche".

Le principali preoccupazioni per la politica sono la regolamentazione della proprietà intellettuale e la responsabilità del prodotto. Al di sotto di questo c'è la preoccupazione che la stampa 3D possa fare all'oggetto fisico ciò che Internet ha fatto per la musica e i film: cambiare i modelli di business e trasferire tutto il valore al file digitale.

"La stampa 3D interromperà le catene di approvvigionamento, ma i governi sovrastimano la quantità del valore del file digitale. Una parte del valore passerà dall'oggetto al file CAD e dobbiamo pensare a come regoliamo questi file - afferma Smits - L'industria dovrebbe essere coinvolta e parlare con i governi e spiegare cosa può fare la tecnologia, e cosa non può fare e non sarà mai in grado di fare. Con questo possiamo creare un quadro normativo sicuro e buono che protegga i loro cittadini, progettisti e pazienti".

 

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