Utilizzo della tecnologia Additive Manufacturing: focus sui settori

L'Additive Manufacturing (AM), o stampa 3D, è una tecnologia che consente di produrre oggetti tridimensionali mediante la deposizione di materiali in strati successivi. La sua diffusione nell'ambito industriale è stata costante nel corso degli ultimi anni, grazie alla continua evoluzione delle tecnologie e alla diminuzione dei costi. 

Inizialmente, una delle principali aree di applicazione della stampa 3D era la produzione di prototipi e modelli in scala ridotta per la verifica delle caratteristiche funzionali dei prodotti. Tuttavia, la produzione additiva sta diventando sempre più importante anche per la realizzazione di componenti finali, sia per piccoli lotti che per produzioni di massa. Ciò è possibile grazie alla capacità dell'Additive Manufacturing di produrre geometrie complesse che sarebbero difficili o impossibili da ottenere con le tecniche tradizionali di produzione. 

Oltre alla produzione di componenti finali, la stampa 3D viene utilizzata anche per la creazione di strumenti di produzione, come maschere di verniciatura e stampi per la produzione di parti in plastica. In questo caso, la produzione additiva consente di ottenere strumenti più leggeri e resistenti rispetto a quelli prodotti con le tecniche tradizionali, così come oggetti con performance maggiori (es. canali conformali migliorano le performance dello stampo). 

L'Additive Manufacturing sta inoltre rivoluzionando il settore medico, consentendo la produzione di protesi personalizzate e di strumenti chirurgici su misura per il paziente. Inoltre, sempre la stampa 3D sta diventando sempre più importante nel settore aerospaziale e dell'automotive, dove la riduzione del peso delle componenti può contribuire a migliorare le prestazioni dei veicoli. 

Un mercato complessivo in forte crescita  

Il mercato dell'Additive Manufacturing sta crescendo rapidamente, con un valore di $16 miliardi a livello globale (+28% YoY 2016-2020) e una crescita differenziata a seconda del settore.  

In particolare, si è registrato un aumento del 40% del volume degli investimenti VC e CVC (2010-2018) in aziende che operano nel campo, con l'ingresso dei primi incumbent (come GE e Siemens) attraverso l'acquisizione di start-up per l'internalizzazione del know-how. 

Attualmente, l'adozione della stampa 3D è focalizzata su ambiti specifici, con particolare riferimento ai dispositivi medici e all'aerospaziale, senza dimenticare applicazioni accessorie per altri settori, come le parti di ricambio e la prototipazione R&D. Tuttavia, esiste la possibilità di applicare la produzione additiva in modo cross-settoriale e raggiungere il pieno potenziale in 10-15 anni attraverso un modello di fabbrica che prevede il 70% di macchinari di Additive Manufacturing e il restante 30% per la rifinitura del pezzo.  

Valore dell’Additive Manufacturing nei principali settori  

Consumer products: valore complessivo pari a 1,8$Mld. Nel CP si registra una crescente domanda per prodotti personalizzati a basso costo, dalle calzature alle selle per le biciclette, contraddistinti da cicli di produzione ridotti.  
Un esempio in tal senso arriva da Adidas con la produzione del nuovo modello di scarpe 4DFWD, frutto di una collaborazione con Carbon, nome celebre nell’ambito della stampa 3D.  

Alla base di questa partnership c’è l’obiettivo di offrire agli atleti professionisti calzature realizzate appositamente sulla base delle loro caratteristiche, in modo da supportarne pienamente le performance. 

Aerospace: valore complessivo pari a 2,5$ Mld. Il settore aerospaziale è caratterizzato da una crescente domanda per componentistica ad elevate prestazione, con form factory altamente sofisticata e pezzi difficili da realizzare ricorrendo a macchinari CNC/injection molding. Tra i moltissimi oggetti realizzabili con la stampa 3D figurano gli interni della scocca di velivoli di serie (customizzabili per le singole compagnie aeree) ma anche la canna per rifornimento dei razzi, palette turbina/componenti per motori aereonautici e spaziali 

Manufacturing & Automation: valore complessivo pari a 2,0$Mld. Si sta arrivando a una progressiva ottimizzazione dei macchinari/tecnologie adottate già oggi, per esempio la produzione stampi per injection molding, così come il ricorso all’Additive Manufacturing per produrre attrezzaggi sulle linee. 

Medical Devices: valore complessivo pari a 2,5$Mld. La domanda è in netta crescita, tenendo conto del bisogno dei volumi di produzione maggiori per applicazioni esistenti (ad esempio quello delle protesi) così come da nuove applicazioni (quali le valvole realizzate ricorrendo a biomateriali). 

In questo modo si risponde anche alla necessità di produzione in luoghi diversi dalla progettazione, ovvero stampando i pezzi direttamente all’interno degli ospedali, come gli apparecchi dentali. 

Automotive: valore complessivo pari a 2,9$Mld. Il focus in questo caso è sulla componentistica di ricambio e gli spare parts, evitando il ricorso al set-up di una Supply Chain dedicata, senza dimenticare le fasi di preproduzione e, in taluni casi, di produzione come nel caso delle luxury car. 

Altri settori: valore complessivo pari a 3,9$Mld. Si stanno registrando le prime applicazioni della stampa 3D in ulteriori settori quali Moda, Oil&Gas, Energy, Consumer Electronics.