Le tecnologie continuano ad evolversi. Fra queste, non può che spiccare la stampa 3D, novità assoluta destinata a rivoluzionare interamente il settore dell’industria, dando la possibilità di realizzare in tempi brevi ed a costi contenuti degli oggetti fisici, tangibili, concreti, reali.
Cos’è la stampa 3D
La stampa 3D (conosciuta al mondo anche nella versione inglese del termine, 3D printing) è una nuova tecnologia sviluppata negli ultimi anni, e sbarcata sul mercato mondiale solo recentemente, che costituisce una vera e propria evoluzione della stampa in 2D alla quale siamo abituati, ovvero quella tramite getto d’inchiostro o laser: è una stampa bidimensionale (x,y) a cui è stata aggiunta una terza dimensione (z), in sostanza si è passati dalla creazione di documenti alla creazione di oggetti.
Le nuove tecnologie consentono di produrre oggetti tridimensionali provenienti da un modello digitale solitamente sviluppato in CAD o scansionato tramite apposite apparecchiature laser: questi vengono prodotti tramite la sovrapposizione perfetta di strati di polimeri condensati di varia natura in grado di aggregarsi per formare vera e propria materia solida attraverso un cd. processo di stratificazione sequenziale (layering).
È una tecnica di produzione additiva (additive manufacturing) che costruisce gli oggetti aggiungendo materiale invece di asportare porzioni di materiali esistenti (produzione sottrattiva) come fanno le tradizionali macchine utensili.
Il risultato, in poche parole, è la realizzazione di una figura che rispetta tutte e tre le misure nello spazio reale precedentemente realizzata al computer: attraverso vari materiali, quali plastica, metalli, ceramiche, argilla, vetro, carta, cioccolato e persino cellule viventi, sottoforma di polveri, filamenti liquidi o lamine, si possono creare gli oggetti più svariati.
Campi di applicazione
I campi di utilizzo sono infiniti.
Tramite stampa è possibile produrre qualsiasi cosa, basti pensare al nuovo progetto della NASA che vede le stampanti 3D come protagoniste per produrre cibi per gli astronauti da assumere durante i viaggi nello spazio; oppure a Signal, azienda già attiva sul mercato che stampa snowboard personalizzabili; ancora, The Sugar Lab, azienda che realizza oggetti in zucchero che ha sposato già da tempo la tecnologia di stampa 3D. Sempre in ambito alimentare-dolciario, esiste un apposito modello di stampante 3D chiamato Chocolate Choc Creator V1: esso consente di produrre in pochi secondi qualsiasi forma proveniente da un modello CAD in decorazioni commestibili.
Ancora, pensiamo al mondo dell’architettura: l’esempio concreto è Villa Asserbo, abitazione ubicata in Danimarca interamente realizzata mediante componenti di compensato in simil-legno assemblati l’un l’altro, realizzati tramite stampa in 3D.
La NASA ha ultimato i test con esito positivo su un nuovo componente del motore di un razzo realizzato interamente tramite un processo SLM di stampa 3D.
L’ARDEC (U.S. Army Armament Research, Development and Engineering Center) sta utilizzando l’acciaio ed altri componenti simili per stampare armi: in questo modo un soldato che magari ha bisogno di un pezzo per la sua arma si connette, cerca il suo file, apre il suo programma di modellazione 3D e preme stampa.
Altro settore in cui il 3D printing inizia ad acquisire importanza è la medicina. Qui la tecnologia è attualmente in fase di sviluppo per quanto riguarda la produzione di protesi da impiantare all’interno dell’essere umano: oramai vengono stampati molti organi umani, utilizzando le cellule staminali (con implicazioni bioetiche e biogiuridiche che verranno magari approfonditi in un articolo successivo)
Questi sono solo degli esempi, in realtà i campi di applicazione sono veramente infiniti: design, arte, abbigliamento, oggettistica, arredamento, elettrodomestici, etc.
Negli Stati Uniti la 3d printing è diventata un vero e proprio business: Ebay nel 2013 ha rilasciato una apposita applicazione per iOS tramite la quale ogni utente residente negli USA ha a disposizione un vastissimo catalogo di prodotti esclusivamente realizzati tramite stampa 3D (l’applicazione si chiama eBay Exact.
Le principali tecniche di stampa 3D (1)
Fused deposition modeling è una tecnologia sviluppata utilizzata nella prototipazione tradizionale, usa un ugello per depositare rapidamente, strato dopo strato, un polimero fuso su una struttura di supporto.
Selective laser sintering è la fusione selettiva di un mezzo stampato in un letto granulare: il mezzo non fuso serve a sostenere le sporgenze e le pareti sottili nella parte che viene prodotta, riducendo il bisogno di supporti ausiliari temporanei per il pezzo da lavorare. Normalmente si usa un laser per sinterizzare il mezzo e formare il solido. Ad utilizzare questa tecnica è anche il DMLS (direct metal laser sintering), che usa metalli.
Digital light processing: una vasca di polimero liquido viene esposto alla luce di un proiettore DLP in condizioni di luce inattinica. A causa dell’esposizione il polimero si indurisce. La piastra di costruzione poi si muove in basso, con piccoli movimenti, e il polimero liquido viene di nuovo esposto alla luce. Il processo viene effettuato più volte fino alla costruzione completa dell’oggetto. Il polimero liquido è poi drenato dalla vasca lasciando il modello solido.
Stampa 3D e intellectual property (IP)
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[1] Per approfondimenti: http://www.stampa3d.com/stampa-3d/
