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approfondimenti
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Marzo 2016
Automazione e Strumentazione
Le tecnologie di Additive Manufacturing, stampa
3D in primis, hanno aperto nuovi scenari per la
realizzazione di prodotti e di impianti con un
fortissimo impatto nei
modelli di business
. Nel
contempo sollevano questioni spinose in merito
a proprietà intellettuale, certificazioni, tecnologie,
investimenti in ricerca e sviluppo.
Rispetto ai tradizionali sistemi di gestione di pro-
dotto, le tecnologie AM realizzano oggetti tramite
l’
aggiunta progressiva di strati di materiale
e
polveri a partire dal modello virtuale 3D ottenuto
con sistemi CAD/CAE/CAM/TA. Ciò comporta
un’
innovazione sostanziale
in termini di
geome-
trie e funzionalità dei prodotti
, di tipologia dei
materiali utilizzati (plastiche, leghe metalliche,
polimeri, vetri, ceramiche), di consumi energetici
e costi di produzione, di organizzazione logistica,
di time-to-market.
I processi di fabbricazione additiva consentono
un reale beneficio se vengono correttamente sele-
zionate e analizzate materie prime e lavorazioni,
unitamente alle adeguate competenze meccani-
che, microstrutturali e metallurgiche di processo.
Una delle principali applicazioni della fabbrica-
zione additiva è quella della produzione di inserti
per lo stampaggio a iniezione.
Negli ultimi anni, la continua
ricerca su materiali
e polveri metalliche
ha permesso applicazioni nel
settore energia, robotica, aerospaziale, nelle costru-
zioni edili (assemblaggio di componenti fabbricati
mediante stampa 3D), nel settore biomedicale (pro-
tesi dentali e articolari, supporti acustici e di parti
cartilaginee), nei comparti delle calzature spor-
tive, dell’alta moda e dell’alimentare. Le immense
potenzialità della additive manufacturing e la rapida
diffusione dei macchinari di
produzione prefigurano un
mercato stimato di
6 miliardi
di dollari
nel 2017 con inve-
stimenti massicci da parte di
player internazionali come
General Electric
e
Boeing
.
Stampa 3D
Ci troviamo probabilmente all’inizio di una rivo-
luzione del modello produttivo in cui la
stampa
additiva 3D
richiede un ripensamento dei tradi-
zionali processi di manufacturing. Non a caso si
parla insistentemente di terza o quarta Rivolu-
zione industriale e Industry 4.0 anche in chiave
di produzioni sostenibili e altamente persona-
lizzabili, efficienza energetica, riduzione degli
scarti, abbattimento dei costi di produzione e
riproduzione di esemplari unici.
Oltre che di hardware ormai facilmente reperi-
bile, la stampa 3d
si avvale di un numero molto
vasto di materiali con caratteristiche differenti
in base al design e alle prestazioni richieste:
plastica, resina, ceramica, argilla, metalli,
vetro,
t
itanio
,
alluminio
, a
cciaio inox
,
cromo,
molibdeno,
cobalto,
b
ronzo
e a
rgento.
L’ad-
ditive manufacturing con polveri metalliche, ad
esempio, permette di calcolare geometrie pre-
cise in modo da guadagnare sensibilmente in
leggerezza mantenendo intatta la resistenza.
La
progettazione per la fabbricazione additiva
(DFAM, Design For Additive Manufacturing)
ha per obiettivo la massimizzazione delle presta-
zioni del prodotto grazie alla gestione di elementi
di
geometria complessa
e alla
riduzione del
numero di parti
e componenti.
La DFAM sfrutta tecnologie basate su letto di
polveri (SLS, SLM), resine liquide fotosensibili
(SLA), modellazione a deposizione fusa (FDM),
accrescimento di materiali con polveri speciali
(DMLS) e fusione a fascio di elettroni (EBM).
La DFAM si abbina anche a strumenti ingegne-
ristici come il
Rapid Manufacturing
, le
analisi
termico-meccaniche
e le metodiche di
ottimiz-
zazione topologica
finalizzate alla distribuzione
ottimale del materiale all’interno di un volume
di ingombro. Oggi è quindi possibile un approc-
cio complesso alla progettazione che le tradizio-
nali tecniche non consentirebbero in termini di
fattibilità, costi e impatto ambientale.
La definizione che riportiamo in
questa pagina è tratta e parzial-
mente rielaborata dall’autore a
partire dal ‘Dizionario di Automa-
zione e Informatica Industriale’,
a cura di Armando Martin, pagg.
288, Editoriale Delfino
(
www.editorialedelfino.it).
Ringraziamo autore ed editore per
la collaborazione.
@armando_martin
Il ‘Dizionario di Automazione e Informatica Industriale’
è anche su facebook…
https://www.facebook.com/groups/dizionario.automazione/…e su automazione plus
http://automazione-plus.it/focus/dizionario-di-automazione-e-informatica-industriale/Additive Manufacturing
LE PAROLE CHIAVE DELL’AUTOMAZIONE
L’Additive Manufacturing (AM) è una modalità produttiva impiegabile nella realizzazione
di oggetti tridimensionali di qualsiasi forma con proprietà meccaniche superiori, costi ridotti e
personalizzazione elevata. L’AM consegue questi risultati grazie a un minor consumo di materiali,
assenza di stampi e utensili, integrazione di più componenti, riduzione degli scarti.
DIZIONARIO
Armando Martin