25 usi (insoliti) della stampa 3D

Diversi anni fa, il clamore suscitato dalla stampa 3D sembrava davvero assordante. Si parlò dell'arrivo di una nuova tecnologia in grado di rivoluzionare tutti i settori, dalla medicina alla progettazione, fino alla produzione. Le potenzialità erano innegabili, nonostante si trattasse di una tecnica appena nata e con un numero relativamente basso di casi di utilizzo disponibili in quel momento.

In seguito allo scalpore iniziale, le tecnologie di stampa 3D hanno continuato a evolversi e oggi gli strumenti di stampa 3D, una volta prerogativa di poche industrie high-tech, sono alla portata di un più vasto numero di settori.

Scarica l'infografica in formato completo per scoprire com'è cambiato il settore della produzione additiva nel corso dell'ultimo decennio.

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La stampa 3D, nota anche come produzione additiva, crea componenti tridimensionali a partire da modelli CAD. Simula i processi biologici, aggiungendo materiale, strato dopo strato, in modo da generare una parte fisica. Con la stampa 3D, puoi realizzare forme funzionali, riducendo la quantità di materiale solitamente impiegato nei metodi produttivi tradizionali.

Data la maggiore accessibilità della stampa 3D, moltissime aziende iniziano a percepire gli effetti di questa rivoluzione. Dal momento che il flusso di lavoro della stampa 3D consente ai singoli individui e alle imprese di tenere le redini dei propri processi di progettazione e fabbricazione, i casi di utilizzo di questa nuova tecnologia si moltiplicano in modo esponenziale.

Continua a leggere per scoprire 25 usi (spesso insoliti) della stampa 3D che testimoniano l’ampia diffusione di questa tecnologia.

Produzione e ingegneria

1. Automobili

Il settore automobilistico sfrutta il potenziale della stampa 3D ormai da decenni. Questa si rivela particolarmente utile nella prototipazione rapida, e ha dimostrato di saper ridurre in modo significativo i tempi di progettazione e consegna di nuovi modelli automobilistici.

Allo stesso tempo, la stampa 3D ha accelerato il flusso produttivo del settore. In passato, la realizzazione di dime, sistemi di fissaggio e altri strumenti su misura necessari per una singola parte della vettura, soprattutto se ad alte prestazioni, richiedeva una serie di attrezzi personalizzati che aggiungevano costi e complessità all'intero processo.

Grazie all'integrazione delle tecnologie di stampa 3D, oggi è possibile creare dime personalizzate e altre parti dal volume ridotto direttamente per la linea di produzione, abbattendo i tempi di consegna fino al 90% e riducendo il livello di rischio. La semplificazione derivante dalla produzione in-house promuove un processo di fabbricazione più efficiente e redditizio.

Nell'impianto di produzione di Pankl Racing Systems gli ingegneri usano dime su misura stampate in 3D per la realizzazione di componenti per moto.

Nell'impianto di produzione di Pankl Racing Systems gli ingegneri usano dime su misura stampate in 3D per la realizzazione di componenti per moto.


 

Se la qualità del workflow digitale e dei materiali continua a migliorare, e con essa l’accessibilità dei processi, sempre più parti di automobili verranno stampate in 3D, e il campo di applicazione del design su misura aumenterà di pari passo con le prestazioni. Forse è ancora prematuro, ma alcune aziende stanno già lavorando alla creazione di automobili interamente realizzate in 3D.

2. Gioielleria

La stampa 3D sta scatenando una vera rivoluzione progettuale nell'industria del gioiello. Se in passato la creazione di pezzi in 3D dall’aspetto anche solo paragonabile ai gioielli forgiati secondo le tecniche tradizionali di lavorazione manuale sembrava un'impresa quasi impossibile, ora, grazie ai nuovi programmi specialistici di modellazione 3D di alta gamma e all’aumento dei materiali di stampa a disposizione, sempre più designer di gioielli preferiscono modellare e stampare le proprie opere in 3D rispetto ai metodi di lavorazione convenzionali.

Le stampanti per la realizzazione di gioielli 3D utilizzano resina o cera per creare pezzi a partire dal modello 3D progettato dal gioielliere. I modelli digitali possono essere facilmente modificati, rendendo la prototipazione di gioielli 3D un processo estremamente pratico ed economico.

L'esperienza di acquisto diventa così più tattile: prima di decidere, gli acquirenti possono infatti provare i prototipi dei pezzi che hanno contribuito a realizzare, per assicurarsi che siano esattamente come desiderano.

I modelli prescelti vengono quindi stampati in 3D e colati in uno stampo adottando lo stesso workflow della gioielleria tradizionale. I risultati possono essere strabilianti:

Gioielli realizzati usando un modello stampato in 3D tramite tecnologia di stampa 3D stereolitografica (SLA).

Gioielli realizzati usando un modello stampato in 3D tramite tecnologia di stampa 3D stereolitografica (SLA).

Grazie alla commistione tra workflow digitale e metodi produttivi tradizionali e al crescente numero di designer esperti di CAD/CAM, la gioielleria su misura è in rapida diffusione e consente a produttori e rivenditori di instaurare rapporti più stretti con i propri clienti.

3. Produzione interna

Qualsiasi innovazione così potente da riuscire ad alterare i metodi classici di progettazione e produzione, come nel caso della stampa 3D, è destinata a rivoluzionare l'industria manifatturiera. Tuttavia, alcuni potenziali vantaggi legati all'uso della stampa 3D in questo settore risultano più difficili da scorgere a un primo sguardo.

Uno di questi è la rilocalizzazione degli impianti di produzione entro i confini nazionali. Negli ultimi decenni, le imprese hanno trasferito le proprie attività all'estero per sfruttare il minore costo della manodopera, causando un netto calo della produzione statunitense. Il motivo commerciale dietro a tale mossa è evidente: "uno strumento prodotto in Cina o in Vietnam può costare da 10 000 a 50 000 $ in meno rispetto allo stesso strumento realizzato negli USA".

Ciò nonostante, anche la delocalizzazione presenta dei lati negativi a livello di progettazione e produzione, come il prolungamento dei tempi di consegna, il costo derivante dall'importazione di prodotti esteri e la non sostenibilità di queste pratiche in termini ambientali.

La stampa 3D, grazie all'abilità di realizzare modelli più complessi, potrebbe favorire il ritorno della produzione entro i confini nazionali. L'utilità in fase progettuale e la capacità di migliorare sensibilmente i tempi di consegna e l'efficienza sono tutti fattori che rendono la produzione in-house una strada nuovamente percorribile.

4. Parti e ricambi

La rottura o la perdita delle parti di prodotti o dispositivi può avere conseguenze che oscillano tra l'inconveniente e il disastro.

Grazie alla stampa 3D, i giorni in cui hai dovuto sostenere esorbitanti costi di riparazione o sostituire dispositivi ancora pressoché funzionanti saranno solo un lontano ricordo, perché potrai realizzare autonomamente parti di ricambio e riparazioni.

Gli ingegneri di Ashley Furniture hanno usato la stampa 3D per sostituire un anello di tenuta di una foratrice punto a punto.

Gli ingegneri di Ashley Furniture hanno usato la stampa 3D per sostituire un anello di tenuta di una foratrice punto a punto. Invece di acquistare l'intero blocco per 700 $, hanno scansionato la parte in 3D per catturarne la geometria e hanno stampato il ricambio al costo di 1 $.


 

Con il workflow digitale, i produttori potranno dire addio agli elevati costi di magazzino di rari pezzi di ricambio e i consumatori avranno la possibilità di sostituire anche le parti ormai fuori produzione.

5. Settore aerospaziale

Il settore aerospaziale ha potuto beneficiare di un netto taglio dei costi principalmente grazie alla riduzione al minimo del peso consentita dalla stampa 3D. I componenti a volume ridotto necessari per la costruzione di una parte stampata in 3D danno vita a un pezzo complessivamente più leggero. Questa modifica apparentemente irrisoria incide in modo positivo sul carico utile degli aeromobili, sulle emissioni, sul consumo di carburante e su velocità e sicurezza, limitando al contempo gli scarti di produzione. Così come in numerosi altri campi, questo flusso di lavoro facilita inoltre la produzione di componenti la cui gestione risulta troppo complessa con i metodi tradizionali.

Gli ingegneri di GE hanno stampato in 3D un ugello di erogazione riuscendo a combinare 20 parti in una singola unità del 25% più leggera rispetto ai suoi predecessori e cinque volte più durevole. (Fonte: GE)

Gli ingegneri di GE hanno stampato in 3D un ugello di erogazione riuscendo a combinare 20 parti in una singola unità del 25% più leggera rispetto ai suoi predecessori e cinque volte più durevole. (Fonte: GE)


 

GE, Boeing e Airbus hanno riconosciuto il valore della stampa 3D e stanno già integrando migliaia di parti stampate in 3D nei loro velivoli.

6. Occhiali

Dovendo far fronte alle fisionomie più svariate, anche il settore degli occhiali beneficia sensibilmente delle infinite possibilità di personalizzazione offerte dalla stampa 3D. Ancora una volta, la stampa 3D consente di realizzare prototipi e produrre in modo rapido, conveniente e a basso costo nuovi modelli volti a potenziare il comfort e la qualità.

Il risultato è un occhiale più comodo e leggero, creato riducendo al minimo gli sprechi. Inoltre, alcune aziende del settore sfruttano le funzionalità della produzione 3D per incoraggiare i clienti a progettare personalmente i propri occhiali, una perfetta strategia di fidelizzazione e coinvolgimento dei consumatori.

7. Calzature

Il settore delle calzature sportive si affida da tempo alla tecnologia per ottimizzare le prestazioni dei propri prodotti e ora, con l'avvento del workflow digitale, ha a disposizione ulteriori opzioni di personalizzazione.

Progetti di scarpe con solette personalizzate create da New Balance.

Progetti di scarpe con solette personalizzate create da New Balance.


 

Alcuni grandi marchi come New Balance, Adidas e Nike, avendo riconosciuto il potenziale della produzione additiva, intendono produrre in massa intersuole personalizzate a partire da materiali stampati in 3D. Come in altri settori, il workflow digitale affiancherà i metodi tradizionali di produzione: i componenti essenziali e altamente personalizzati di ciascun prodotto saranno affidati alla stampa 3D, mentre i rimanenti saranno realizzati secondo le tecniche convenzionali.

In un settore che gode di una clientela così appassionata, la stampa 3D permette inoltre di coinvolgere i clienti in prima persona durante la progettazione delle calzature per uso personale o per la vendita al pubblico. Il potenziale virale di questo aspetto della stampa 3D è già stato ampiamente sfruttato da diversi marchi.

8. Moda e abbigliamento intelligente (all'orizzonte)

Una delle aree in cui probabilmente il potenziale commerciale e artistico della stampa 3D entreranno in collisione è quella della moda e dell'abbigliamento intelligente. Se la gamma di materiali e tessuti utilizzabili nel flusso di lavoro 3D continua ad aumentare, i designer potranno attingere da una miriade di nuove possibilità.

Oltre a modificare la produzione tessile, la tecnologia di stampa 3D consentirà di creare nuovi tessuti, ad esempio antiproiettile, ignifughi e capaci di trattenere il calore. Questo particolare settore del flusso di lavoro 3D è ancora in fase di perfezionamento ma, nel prossimo futuro, gli indumenti stampati in 3D usciranno dai musei e dalla nicchia dell'alta moda alla conquista delle boutique.

Inoltre, grazie a questo flusso di lavoro, gli artisti hanno utilizzato l'abbigliamento intelligente 3D come una "scultura personalizzata, indossabile e basata sui dati" con un intento artistico.

9. Modellismo

Il modellismo è un'altra pratica di nicchia che si sposa alla perfezione con il flusso di lavoro 3D. Se un tempo le riproduzioni realistiche erano eccessivamente care o impossibili da modellare, la qualità dei dettagli e della finitura, ottenuta grazie ai metodi di stampa 3D, ha reso la produzione di miniature e modelli in scala realistici e particolareggiati più facile e accessibile.

I programmi CAD sono in grado di semplificare la modellazione di progetti un tempo complicati, offrendo ai progettisti la possibilità di applicare l'ingegneria inversa su razzi della SpaceX o su una struttura complessa come un motore a partire da scansioni 3D.

L'aspetto della produzione in-house del workflow digitale promuove un'attività che ruota intorno alla modellazione personalizzata in scala in un mercato tradizionalmente di nicchia. Ad esempio, l'uso intensivo dei metodi di stampa 3D ha permesso all'azienda DM-Toys di scardinare i vecchi principi del mercato del modellismo ferroviario europeo e offrire ai clienti soluzioni più rapide ed economiche.

La stampa 3D è ideale per creare miniature e modelli in scala realistici e dettagliati.

 

La stampa 3D è ideale per creare miniature e modelli in scala realistici e dettagliati.


 

Medicina

10. Audiologia

La versatilità e l'alto grado di personalizzazione proprie della stampa 3D la rendono uno strumento chiave in campo medico. Abbiamo visto, ad esempio, come abbia iniziato a trasformare il settore dell'audiologia. Da anni, gli specialisti dell'udito e i laboratori di stampa auricolare utilizzano questa tecnologia per produrre ingenti volumi di soluzioni acustiche personalizzate, quali apparecchi acustici, tappi protettivi e auricolari.

La stampa 3D è una perfetta alleata dell'audiologia, poiché offre numerose possibilità di personalizzazione senza costi aggiuntivi, mentre un tempo queste erano ostacolate dalle limitazioni economiche e pratiche dei metodi tradizionali.

Man mano che la tecnologia diventa più accessibile, aumentano anche le sue applicazioni commerciali, come nel caso degli auricolari su misura: ti basterà entrare in un negozio, eseguire una scansione delle orecchie e stampare in 3D i tuoi auricolari personalizzati.

Analogamente al settore del gioiello, la stampa 3D è in grado di produrre ingenti quantità di modelli complessi riducendo i costi e i tempi di consegna. Tutto questo può essere gestito da una stampante abbastanza piccola da trovare posto sulla tua scrivania. Gli audiologi hanno già sperimentato un calo dei costi di produzione, nonché della necessità di esternalizzare il lavoro (elemento chiave per le piccole imprese).

Un paio di auricolari su misura prodotti mediante la tecnologia di stampa 3D Formlabs.

Un paio di auricolari su misura prodotti mediante la tecnologia di stampa 3D Formlabs.


 

I clienti constateranno i benefici di persona, poiché, attraverso una personalizzazione estremamente precisa dei dispositivi auricolari stampati in 3D, potranno usufruire di tecnologie auricolari dagli insuperabili livelli di qualità e comfort.

11. Odontoiatria

La stampa 3D si è imposta anche in campo odontoiatrico. Infatti, gli allineatori trasparenti termoformati a partire da modelli stampati in 3D sono probabilmente l'applicazione ad oggi più riuscita.

La continua creazione di prodotti dentali accessibili e di alta qualità risulta molto difficile, data l'unicità di ogni paziente e i potenziali errori umani. Il workflow digitale in campo odontoiatrico favorisce maggiore uniformità, accuratezza e precisione rispetto al passato. La scansione dell'impronta digitale intraorale fornisce ai tecnici dati di migliore qualità, facilitando la creazione di modelli in serie tramite la stampa 3D e aumentando l'efficienza sia in studio sia in laboratorio.

Le stampanti 3D odontoiatriche usano principalmente tecnologie di stampa 3D basate su resine, come SLA o DLP (elaborazione digitale della luce), per realizzare in modo rapido un vasto assortimento di prodotti, quali dime chirurgiche, modelli dentali, stampi per allineatori trasparenti, protesi dentali o modelli colabili per corone e ponti, sempre con estrema accuratezza e a costi ridotti rispetto ai metodi tradizionali.

Tutto ciò si traduce in una miriade di soluzioni che si adattano e funzionano meglio, oltre a garantire una maggiore accettazione clinica da parte del paziente. Il tempo risparmiato grazie alla semplificazione del flusso di lavoro comporta un aumento del rendimento, una riduzione dei costi dei materiali e migliori risultati per i pazienti.

Una selezione di prodotti dentali realizzati tramite la tecnologia di stampa 3D stereolitografica.

 

Una selezione di prodotti dentali realizzati tramite la tecnologia di stampa 3D stereolitografica.


 

12. Protesi

L'impatto della stampa 3D non si limita a migliorare il flusso di lavoro o a velocizzare il processo di prototipazione, ma può anche cambiare la vita delle persone in modo diretto. Al mondo ci sono 30 milioni di persone in attesa di tutori e arti artificiali; la speranza è che la stampa 3D riesca a fornire nuove soluzioni fino ad oggi ostacolate da fattori quali il costo e la specificità.

La scarsità di protesi a livello globale non è in grado di sopperire alla crescente domanda e il tempo e il costo finanziario necessari per reperire tali prodotti possono risultare proibitivi, soprattutto se si considera il grado di personalizzazione richiesto e l'ingente richiesta di protesi proveniente, ad esempio, dai Paesi in via di sviluppo. Protesi e tutori non realizzati su misura rischiano di creare disagi a coloro che invece dovrebbero trarne giovamento.

La stampa 3D può rappresentare un'alternativa economica in grado di fornire, come in altri casi di medicina additiva, una soluzione su misura che sappia rispondere in modo più mirato alle esigenze dei pazienti. L'accessibilità e la personalizzazione delle tecniche di stampa 3D possono cambiare in modo radicale la qualità della vita di coloro che presentano lesioni o disabilità, come nella storia di questo padre e di suo figlio.

Le ortesi possono essere progettate su misura tramite la stampa 3D in base alle esigenze specifiche del singolo paziente.

13. Chirurgia

La stampa 3D può fare la differenza anche in alcuni momenti cruciali degli interventi di chirurgia. Prima dell'operazione, i medici possono eseguire la scansione del paziente e creare modelli anatomici personalizzati stampati in 3D sui quali fare pratica e pianificare l'intervento.

Ad esempio, alcuni ricercatori dell'ospedale universitario di Lübeck hanno ridotto i fattori di rischio correlati agli interventi chirurgici al cervello grazie all'impiego delle arterie stampate in 3D. Altrove, alcuni operatori sanitari hanno raddoppiato il numero di stampanti 3D per poter usufruire in modo rapido di modelli chirurgici realistici in 3D.

In chirurgia, la stampa 3D è in grado di sopperire in modo decisivo alle pratiche mediche esistenti, ad esempio all'uso meno preciso delle telecamere per verificare lo stato di un organo in tempo reale. Combinando gli aspetti del workflow digitale con ingegneria e visualizzazione di dati assistite da computer, i medici sono riusciti a creare oggetti minuziosamente modellati e a operare secondo nuovi livelli di cura e precisione.

La stampa 3D ha inoltre consentito di portare a termine interventi chirurgici precedentemente impraticabili come la sostituzione della mandibola superiore, la creazione di un nuovo cranio e la sostituzione di vertebre cancerogene. Tutte queste procedure, un tempo impensabili, sono state eseguite con successo proprio grazie all'avvento delle tecniche avanzate di scansione e stampa 3D.

Modello del piede di un paziente realizzato su misura tramite la stampa 3D e utilizzato in preparazione a interventi complessi.

Modello del piede di un paziente realizzato su misura tramite la stampa 3D e utilizzato in preparazione a interventi complessi.


 

14. Organi stampati in 3D (all'orizzonte)

Per quanto la tecnologia di stampa 3D si sia evoluta nel corso degli ultimi anni, ci sono ancora altri casi di utilizzo, ad alto impatto e apparentemente inverosimili, attualmente in fase di sviluppo. La stampa di organi è uno di questi.

Riuscire a creare con facilità nuovi organi è da tempo il sogno degli scienziati che lavorano nel campo della medicina rigenerativa. Sebbene ancora in fase embrionale, l'uso del flusso di lavoro 3D per produrre tessuti organici idonei al trapianto sta dando i primi frutti. Organovo e altri laboratori e startup in tutto il mondo hanno fatto della creazione di tessuto epatico tramite la stampa 3D una priorità di ricerca.

La realizzazione di organi in 3D ruota intorno alla pratica della biostampa, un ramo specialistico della stampa 3D che preleva le cellule da un donatore, le trasforma in bio-inchiostro stampabile e le stratifica e coltiva fino a formare un tessuto maturo pronto al trapianto.

I potenziali vantaggi derivanti dall'impiego della tecnologia di stampa 3D per i trapianti di organi sono inestimabili. In aggiunta, potrebbero aprire la strada a progressi ancora più incisivi nel campo della medicina rigenerativa, offrendo metodi nuovi e più sicuri per sviluppare e testare farmaci in grado di trattare patologie organo-specifiche e prevenire del tutto la necessità di un trapianto.

Edilizia

15. Architettura

Essendo un settore per sua natura fondato sul disegno geometrico, sulla prototipazione e sulla modellazione, l'architettura si appresta a trarre enormi vantaggi dai progressi della tecnologia di stampa 3D. Il flusso di lavoro 3D produce un complesso plastico architettonico ricco di dettagli, migliorando la fase di modellazione 3D della progettazione architettonica.

Oltre a ridurre i tempi di produzione del modello, il workflow digitale permette agli architetti di prevedere con maggiore sicurezza gli effetti concreti di alcune caratteristiche di progettazione: osservando un plastico prodotto con una gamma completa di materiali, sarà possibile misurare con estrema precisione aspetti come la distribuzione della luce all'interno della struttura.

L'elevata utilità dimostrativa di un plastico così realistico trasforma la stampa 3D in un potente strumento commerciale che gli architetti potranno sfruttare per aggiudicarsi progetti e incarichi mettendo in risalto tutte le caratteristiche dei propri progetti.

Modello digitale di una pianta accanto al corrispettivo modello in scala creato con la stampa 3D.

Modello digitale di una pianta accanto al corrispettivo modello in scala creato con la stampa 3D.


 

Arte

16. Sculture

La cosiddetta "arte additiva" ha riscosso un successo crescente nell'arco dell'ultimo decennio. Le tecniche di stampa 3D si sono infiltrate nei vari settori del mondo dell'arte, dalle opere consumistiche alle sculture esposte allo Smithsonian.

Attraverso i sistemi di scansione fotografica 3D per la creazione di opere fisiche, i processi di stampa 3D forniscono ai clienti nuove e innumerevoli possibilità di scelta. Detti sviluppi hanno inoltre dato ad artisti e clienti le proporzioni di questo nuovo potere creativo: se lo puoi immaginare e progettare, infatti, lo puoi produrre, e anche in maniera estremamente dettagliata.

17. Film ed effetti visivi

La stampa 3D ha già trovato il proprio posto all'interno della produzione cinematografica hollywoodiana ed è ampiamente utilizzata per effetti visivi e costumi.

Se una volta la realizzazione di fantastiche creature immaginarie presupponeva un minuzioso lavoro manuale, la crescente pressione e le tempistiche stringenti imposte dalla moderna industria cinematografica hanno portato allo sviluppo di un metodo più rapido per la creazione di tali effetti. Gli studi di progettazione ed effetti visivi come Aaron Sims Creative ora usano un approccio ibrido basato sulla realizzazione di effetti concreti potenziati poi dal workflow digitale, in modo da creare nuove opportunità di collaborazione e ridurre i tempi di consegna necessari per dare vita ai progetti.

Guarda dietro le quinte e scopri in che modo lo studio Aaron Sims Creative (ASC) ha utilizzato la stampa 3D per creare il mostro della serie Stranger Things.

18. Danza e musica

Il potenziale artistico della stampa 3D non si limita al mondo delle opere d'arte fisiche, ma ha il potere di svelare dimensioni totalmente nuove ad altre forme d'arte come la danza e la musica.

Ne sono un esempio, gli "strumenti" indossabili stampati in 3D ideati da Joseph Malloch e Ian Hattwick della McGill University. Attraverso l'uso di tecnologie di rilevamento avanzato, trasformano movimento, orientamento e tatto in musica.

19. Strumenti musicali

La stampa 3D può addirittura sovvertire le sorti di alcuni settori che da anni, o secoli, erano intrappolati in uno stato di stasi.

Ne è un esempio l'industria dei violini, rimasta immutata per diverse centinaia di anni: nessuna macchina, infatti, era stata in grado di eguagliare la qualità delle finiture di strumenti realizzati da maestri artigiani attraverso un processo interamente manuale.

Tuttavia, grazie all'accuratezza dei dettagli, la stampa 3D è riuscita a scardinare la rigidità del settore e a compiere una vera rivoluzione.

Brian Chan, ingegnere di Formlabs, ha creato un violino acustico perfettamente funzionante usando la White Resin di Formlabs. Il risultato era realistico non solo nelle finiture, ma anche a livello sonoro.

Se in passato la personalizzazione e le specificità degli strumenti musicali si sono dimostrate alquanto costose, ora le capacità della stampa 3D dovrebbero segnare una svolta nel mercato, grazie alla realizzazione di nuovi progetti di valore in vista di strumenti del tutto innovativi.

20. Restauro di opere d'arte

La scansione 3D, i programmi CAD e la stampa 3D hanno consentito di restaurare i lavori di alcuni tra i più grandi artisti della storia, riportando le opere di Michelangelo e Da Vinci alla loro bellezza originaria.

In seguito alla valutazione dello stato attuale dell'opera, questa viene sottoposta a scansione digitale e modellazione. È possibile limitare eventuali interpretazioni inesatte utilizzando i pezzi esistenti di un artefatto come guida per i restauri successivi. I restauratori hanno accesso a una vasta base di dati relativi a potenziali problematiche o migliorie, grazie ai quali possono documentarsi, progettare le forme e restaurare l'opera.

Le parti ricostruite e stampate in 3D di questo reliquiario multi-materiale sono visibili solo ai raggi UV.

Le parti ricostruite e stampate in 3D di questo reliquiario multi-materiale sono visibili solo ai raggi UV.

Data la complessità dei particolari e l'assenza di tecniche in grado di garantire un recupero efficace e sicuro, diversi tentativi di restauro erano già stati abbandonati, in quanto impossibili da portare a termine. Ora, con l'aiuto del workflow digitale, anche i restauri multi-materici incredibilmente complicati diventano fattibili, come nel caso di questo lavoro svolto al Museo Tesoro dei Granduchi a Firenze.

Ricerca

21. Scienza forense

L'utilità potenziale della stampa 3D non si esprime solo in termini di produzione, ma anche di ricostruzione. Il lavoro dei periti legali è spesso complicato dall'assenza di prove esaurienti. Le tecnologie digitali possono rivelarsi estremamente utili durante le inchieste legali e facilitare il lavoro di ricostruzione di modelli accurati delle persone indagate o delle vittime.

In questo caso, il workflow digitale consiste nel convertire TAC in stampe 3D destinate al processo di identificazione. Ad esempio, se gli investigatori riescono a reperire come prova solo una parte di un cranio, una stampante può modellare e replicare il campione completo.

Le ricostruzioni dell'aspetto delle vittime hanno già svolto un ruolo chiave nel conseguimento della giustizia, dimostrando ancora una volta l'utilità della stampa 3D non solo in termini di design ed efficienza produttiva.

22. Paleontologia

Grazie alla stampa 3D, i paleontologi hanno accesso a straordinarie possibilità, poiché ora è possibile stampare eventuali ossa mancanti dagli scheletri dei dinosauri.

Recentemente, il personale dello Smithsonian ha testato questa tecnica stampando le ossa mancanti di un tirannosauro, con risultati identici all'originale. Il flusso di lavoro 3D ha consentito al team di sperimentare in modo sicuro e approfondito per mezzo del software di modellazione, nonché di risparmiare tempo e ridurre i rischi a favore dell'integrità dello scheletro originario.

Casi di utilizzo in un futuro prossimo

Alla luce del rapido sviluppo delle capacità della stampa 3D nell'ultimo decennio, alcuni dei casi di utilizzo più entusiasmanti e inaspettati di questo flusso di lavoro sono quelli destinati a diventare presto, sebbene non nell'immediato, una realtà plausibile.

23. Abitazioni ed edilizia

La stampa 3D desktop si limita alla produzione di oggetti di piccole dimensioni, mentre il flusso di lavoro additivo su scala industriale è in grado di realizzare componenti funzionali di ben altra portata. Negli ultimi anni, sono state avviate diverse iniziative per la creazione di case e altre grandi strutture interamente costruite per mezzo della stampa 3D, aprendo nuove frontiere nel campo delle abitazioni e dell'edilizia sostenibile.

La tecnica di stampa 3D dona agli architetti la libertà di sperimentare con le forme, anche quando si tratta di materiali edili fino ad oggi risultati meno malleabili come il calcestruzzo. In generale, consente di costruire case totalmente eco-sostenibili ed efficienti sotto il profilo energetico, secondo i moderni canoni di comfort. Questo tipo di edilizia potrebbe azzerare gli sprechi e garantire bollette a bassissimo costo.

A febbraio 2019 l'azienda texana Sunconomy ha annunciato di voler vendere la prima casa al mondo interamente realizzata tramite la stampa 3D. Avrà più o meno questo aspetto.

MX3D utilizza il workflow digitale multi-asse per stampare un ponte in acciaio inossidabile che sarà presto installato lungo il canale Oudezijds Achterburgwal di Amsterdam. (Fonte: MX3D)

 

MX3D utilizza il workflow digitale multi-asse per stampare un ponte in acciaio inossidabile che sarà presto installato lungo il canale Oudezijds Achterburgwal di Amsterdam. (Fonte: MX3D)


 

24. Far rivivere la storia

La perdita di artefatti storici provoca un senso di sconforto derivante dalla consapevolezza di non poterli ricreare. La distruzione di numerosi siti del patrimonio siriano per mano dell'ISIS, ad esempio l'antica città di Palmira, ha segnato una sorta di tetro e irreversibile passo indietro. Grazie all'evoluzione della stampa 3D, presto potremmo essere in grado di ricreare, e mettere al sicuro, i fasti del passato.

Nell'ambito del progetto "The Million Image Database", è in corso una campagna per riportare a nuova vita le rovine danneggiate di Palmira tramite la stampa 3D. Il lavoro utilizza i modelli 3D del sito assemblati a partire dalle fotografie disponibili e intende generare dettagliate repliche in scala, fedeli alle originali. Allo stesso modo, le medesime tecniche di modellazione possono essere applicate per salvaguardare i grandi capolavori della storia dell'arte contro potenziali perdite.

In futuro, la stampa 3D non avrà solo un effetto trasformativo su produzione e progettazione, ma ricoprirà anche un ruolo fondamentale in questioni di rilevanza storica e internazionale.

25. Nuova corsa allo spazio

Con una delle maggiori barriere all'ingresso tra le industrie mondiali, i viaggi spaziali potrebbero essere una delle aree più sorprendenti per l'applicazione delle innovazioni di stampa 3D.

La startup aerospaziale Relativity Space ha eseguito diversi test per la creazione di motori a razzo in alluminio usando la produzione additiva. In caso di esito positivo, questa applicazione ridurrebbe in modo netto i costi e le difficoltà pratiche dei viaggi spaziali, aprendo la strada a nuove possibilità commerciali e a un vasto potenziale di crescita.

La capsula Crew Dragon di SpaceX, equipaggiata con motori SuperDraco stampati in 3D, ha preso il volo per la prima volta a marzo 2019. (Fonte: SpaceX)

La capsula Crew Dragon di SpaceX, equipaggiata con motori SuperDraco stampati in 3D, ha preso il volo per la prima volta a marzo 2019. (Fonte: SpaceX)


 

SpaceX ha scelto la stampa 3D in quanto è una tecnologia in grado di ridurre i costi e gli sprechi, nonché di preservare la flessibilità durante il processo produttivo. La camera di combustione del motore, anch'essa prodotta con la stampa 3D, ha dimostrato forza, duttilità e resistenza alla frattura superiori rispetto ai materiali convenzionali.

La stampa 3D ha inoltre raggiunto lo spazio quando la NASA ha utilizzato una stampante 3D a bordo della Stazione Spaziale Internazionale per realizzare una chiave a cricchetto, il primo strumento nel suo genere prodotto nello spazio.

Infinite possibilità

Oggi, ipotizzare futuri cambiamenti dei metodi di produzione ad opera della stampa 3D non richiede più un grande sforzo di immaginazione. Nel corso degli ultimi anni, con lo sviluppo dei flussi di lavoro e il conseguente riconoscimento ottenuto nei settori più svariati, l'iniziale potenziale rivoluzionario della stampa 3D sta iniziando a trovare riscontri nel mondo reale.

Dall'odontoiatria, passando per l'intero settore sanitario, fino all'industria dei beni di consumo, all'architettura e alla produzione, i punti di contatto tra il pubblico e i prodotti finali della stampa 3D continuano ad aumentare in modo costante.

La riduzione sostenibile degli sprechi derivanti dai processi produttivi tradizionali, dei tempi di consegna e delle spese generali, nonché la possibilità offerta ai clienti di ottenere esattamente i prodotti che desiderano, sono solo alcuni dei fattori che ci spingono a pensare che l'influenza della stampa 3D continuerà a crescere anche in futuro.

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