La stampa 3D si fa strada nell'industria

Il primo brevetto per la produzione di oggetti 3D tramite l'aggiunta di strati successivi di materiale è stato depositato il lontano 16 luglio 1984. Si trattava di un brevetto francese. Il secondo brevetto è stato depositato l'8 agosto 1984, dall'inventore che sarebbe presto diventato uno dei co-fondatori di 3D Systems. Questa azienda americana è ora diventata il leader mondiale. Allora, cosa è successo? Come mai il brevetto francese è stato dimenticato?

Due cose hanno funzionato a favore dell'azienda americana. Negli anni '80, dall'altra parte dell'Atlantico, nessuno si vergognava di parlare di soldi o di raccogliere finanziamenti per fondare una società (alias capitalismo!). (Per chi se lo ricorda, all’epoca creare un'impresa in Francia era una vera e propria sfida, un compito improduttivo e molto dispendioso in termini di tempo). E poi, cosa ancora più importante ("last but not least", come direbbe Charles Hull, l'ideatore del brevetto di 3D Systems), per garantire il rinnovo della protezione del suo brevetto, si assicurò che le tasse di mantenimento fossero pagate regolarmente. In Francia, invece, qualcuno ha probabilmente trovato il modo di risparmiare un po' di soldi, togliendo senza pensarci troppo la protezione del brevetto dalla lista delle "spese minori" ritenute indispensabili. Avanti veloce... Subito dopo, arrivarono nuovi brevetti, consolidando il lavoro iniziale svolto da 3D Systems. Avanti veloce di nuovo... Le prime stampanti 3D sono state rilasciate alla fine degli anni '80. L'azienda è stata lanciata. Saltiamo al capitolo successivo... La rivoluzione del 3D è decollata. Con l'introduzione di ulteriori innovazioni, la tecnica di produzione "additiva" è stata in grado di svilupparsi ulteriormente.

Dieci anni fa, solo poche e costosissime stampanti 3D erano in grado di produrre pezzi di qualità industriale con una precisione sufficiente. All'epoca, le stampanti 3D servivano soprattutto per la realizzazione di prototipi. A volte venivano prodotte piccole quantità di pezzi, ma solo per serie molto piccole. Oltre che di precisione dimensionale, le stampanti 3D mancavano anche di velocità. Oggi, l’evoluzione tecnologica ha permesso di realizzare stampanti in grado produrre strati molto sottili (pochi decimi di millimetro), mentre la riduzione dei tempi di stampa permette di raggiungere velocità a livello industriale.

Va detto anche che, circa dieci anni fa, le miscele di "colle" e polveri utilizzate per amalgamare gli strati successivi stavano solo iniziando a diversificarsi; ora i cataloghi dei costruttori di macchine sono pieni di diversi tipi di polimeri e di varie polveri metalliche. Tra l’altro, oggi si possono addirittura trovare numerose pubblicazioni scientifiche sulla stampa 3D della pelle animale e umana per accelerare la guarigione delle ferite. E vi è un'altra tendenza molto importante: sta diventando possibile costruire oggetti di grandi dimensioni (un veicolo in grado di trasportare un carico di 250 kg, per esempio).

Nel corso degli ultimi anni, tutti i settori industriali si sono interessati alla stampa 3D. Le industrie del settore meccanico, naturalmente, ma anche molte altre. Di conseguenza, sono stati sperimentati e introdotti un po’ ovunque dei nuovi metodi di progettazione e produzione che utilizzano la stampa 3D, nel design, nell'architettura, nell'edilizia, nell'automotive, nell'aeronautica, nelle ferrovie e in tutto il settore dei trasporti di passeggeri e merci (sia con conducente che senza conducente, per il trasporto a lunga distanza o le consegne a domicilio), nel settore dell'energia, nell'elettronica, nell'industria alimentare, etc. Questa tecnologia permette di creare forme e pezzi che prima erano impossibili da realizzare.

La sorprendente flessibilità della manifattura additiva è apparsa evidente anche in occasione dell’emergenza coronavirus. Ad esempio, alcune aziende italiane sono riuscite a stampare rapidissimamente in 3D alcuni componenti che hanno permesso di convertire delle comuni maschere da sub in respiratori di emergenza. Altre aziende hanno permesso di realizzare al volo utensili e attrezzature per adattare linee automatiche già esistenti per destinarle alla produzione di mascherine.

Non illudiamoci: nel cuore delle nostre officine e fabbriche, le tecniche di produzione che utilizzano la lavorazione sottrattiva (foratura, fresatura, alesatura, tornitura) e le tecniche additive (stampa 3D) sono e rimarranno complementari. Ma è chiaro che queste ultime aprono nuove strade per lo sviluppo e la produzione di pezzi e sistemi di nuovo genere.

E naturalmente, se tutti i settori industriali potranno beneficiare di questa tecnologia in futuro, è anche perché i prezzi delle stampanti sono diminuiti notevolmente e i produttori si stanno sforzando di potenziare le capacità delle loro macchine ad un ritmo rapido.

••• Stefano CAZZANI

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