La stampa 3D in prototipazione

Pubblicato il 24 Gen 2017

Gentili lettori,
prosegue con un nuovo tema la rubrica ESPERTO RISPONDE dedicata alle tecnologie che più stanno impattando sia sul mondo industriale che su quello consumer: la Stampa 3D o stampa additiva.
Vi ricordiamo che con questa rubrica risponderemo anche alle vostre domande, che potete inviare a redazione@internet4things.it

Rispondono i nostri esperti:
ANDREA BACCHETTI (@andreabacchetti) e MASSIMO ZANARDINI, membri del laboratorio di ricerca RISE (Research & Innovation for Smart Enterprises) dell’Università degli Studi di Brescia e della spin-off universitaria IQ Consulting (www.iqconsulting.it).

Gli ambiti applicativi della stampa 3D

Come anticipato nel precedente post, possono essere considerati 4 gli ambiti applicativi principali delle tecnologie additive. Il primo, in cui la tecnologia è nata quasi 30 anni, è quello della prototipazione rapida. Vediamo di seguito per quali motivi la stampa 3D è così adatta a supportare la realizzazione di prototipi e di pre-serie.

Con il termine inglese di Rapid Prototyping si intende la realizzazione di prototipi (di assiemi finiti e/o singoli componenti), grazie a cui effettuare valutazioni sia estetiche sia funzionali. Il prototipo è il primo elemento di una serie e può ricoprire diverse funzioni: dal prototipo concettuale, grazie a cui verificare forme, geometrie ed ergonomia, sino alla pre-serie, dove l’oggetto realizzato diviene già un vero e proprio manufatto utilizzabile.

Iniziamo con qualche esempio per comprendere in che modo la stampa 3D è rivoluzionaria in questo ambito di applicazione. Pensiamo a Ford, che ogni anno realizza migliaia di prototipi di componenti delle proprie autovetture. Grazie alla stampa 3D, il tempo di sviluppo è stato compresso da alcuni mesi ad alcune settimane[1]. Inoltre, diversi componenti possono così essere realizzati in un solo processo di stampa, dando poi la possibilità agli ingegneri di valutare le combinazioni migliori per rispondere alle esigenze del mercato. In altre parole, la stampa 3D è vantaggiosa perché abilita l’azienda a passare direttamente dalla fase di design a quella di produzione, eliminando i passaggi intermedi di realizzazione di utensili, stampi, garantendo la convenienza economica per lotti di piccoli volumi, addirittura unitari, e tempi di produzione molto compressi.[2] Da un’idea si crea un modello 3D (un file CAD, per intenderci), e grazie alla stampante è possibile giungere senza ulteriori passaggi intermedi o altri fornitori esterni a un oggetto reale, con cui è possibile fare tutta una serie di valutazioni preliminari che aiutano il processo di sviluppo del prodotto.

Anche l’italianissima Dallara Automobili sfrutta la stampa 3D per la realizzazione di prototipi di telai per i propri clienti. Nello specifico, diverse stampanti per Stereolitografia, producono da anni l’80% dei componenti del modello che poi viene testato in galleria del vento. In questo modo, Dallara ha ridotto il time-to-test da qualche settimana a qualche giorno, producendo con elevata flessibilità prodotti con geometrie molto complesse (free form design), non ottenibili con metodi tradizionali.[3] Tornando a Ford, l’azienda ha ridotto i propri lead time da alcuni mesi (necessari per realizzare stampi dei propri motori e telai) a un paio di settimane, abbattendo il costo di questi test preliminari di diverse decine di migliaia di dollari. Analogamente, in settori differenti, anche BTicino e Rowenta sfruttano la stampa 3D a questo scopo, a testimonianza dell’assoluta trasversalità applicativa della tecnologia.

La “democrazia” della rivoluzione associata al 3D printing è evidente nella misura in cui non solo le grandissime aziende possono permettersi di implementare questa tecnologia. Numerose le imprese di piccole-medie dimensioni italiane che si affidano alla tecnologia di stampa 3D per le attività di rapid prototyping, raggiungendo di fatto gli stessi benefici raccontati dalle imprese di grandi dimensioni di cui sopra.