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Ecco le tendenze della produzione additiva che avranno un impatto profondo nel 2023.
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Stiamo assistendo a diverse tendenze della produzione additiva che diventeranno fattori importanti nel 2023. Queste tendenze sono cresciute negli ultimi anni. Quello che vedremo nel 2023 è la maturità della tecnologia. Vedremo la stampa 3D occupare un posto fisso nella scelta dei metodi di produzione. le aziende produttrici di stampa 3D continuano a sperimentare metodi e materiali, ma la tecnologia di base ha raggiunto l'accettazione nella produzione tradizionale. Vedremo le implicazioni di questa situazione ripetersi nel corso del prossimo anno.
I molti volti della sostenibilità
Un vantaggio della stampa 3D è la sua eco-compatibilità. Questo è evidente nei progetti, nei prototipi, negli strumenti, negli stampi e nei prodotti finali. Ci sono meno rifiuti e il metodo di lavorazione richiede meno energia. Molti degli scarti possono essere riciclati all'istante. I prodotti possono essere progettati con meno materiale. Gli articoli possono essere alleggeriti, con conseguente risparmio energetico durante il ciclo di vita del prodotto. È possibile stampare interi gruppi, riducendo la necessità di stampare più parti singole.
Un prototipo di parte di motore richiede molto meno materiale per la stampa 3D che per la lavorazione di un blocco di metallo. Un prototipo in plastica può essere stampato in 3D come un unico pezzo invece di essere stampato a iniezione da tre stampi separati e poi assemblato.
Autodesk ha creato un sito sulla sostenibilità che include un database di materiali, metodi di produzione e altri elementi della progettazione e della produzione di prodotti per aiutare la sostenibilità della produzione additiva. Il sito utilizza i dati per analizzare la sostenibilità di un progetto di prodotto. Il sito può anche consigliare alternative per aumentare la sostenibilità di un prodotto senza diminuirne la qualità.
I progressi del 3DP per il settore medico
Dipartimenti di ricerca universitari e aziendali stanno sviluppando tecniche di stampa 3D per i tessuti umani. Ad esempio, il 3D Printing and Imaging Laboratory dell'Università del Minnesota - un gruppo di ricerca collaborativo all'interno del Dipartimento di radioterapia dell'università - ha riunito specialisti di diverse discipline, tra cui fisica medica, radioterapia clinica e medicina veterinaria.
Il gruppo utilizza immagini avanzate, modellazione computazionale e intelligenza artificiale per stampare tessuti umani in 3D. Utilizzano le cellule staminali del paziente per stampare in 3D i cerotti cutanei. Il loro primo obiettivo per un organo interno completo sarà un rene umano. Stanno inoltre utilizzando tecnologie avanzate per migliorare l'efficacia delle terapie contro il cancro.
Automazione della produzione additiva
Mentre la stampa 3D automatizza lo sviluppo dei pezzi, i produttori utilizzano flussi di lavoro digitali e sistemi di automazione per ottimizzare ulteriormente le linee di produzione additiva. L'elaborazione automatizzata dei pezzi elimina l'intervento manuale dopo la produzione dei componenti, aumentando la produttività.
Molte startup offrono soluzioni software e hardware di progettazione e lavorazione, indipendenti dalla stampante, che automatizzano i processi di produzione additiva. Queste soluzioni consentono lo sviluppo di parti ad alta velocità, la produzione on-demand e la prototipazione rapida, migliorando la flessibilità di stampa e riducendo al minimo gli scarti. Inoltre, le linee di stampa 3D automatizzate riducono i costi di manodopera ed eliminano gli errori manuali.
Materiali innovativi
Gli investimenti nei materiali per la produzione additiva stanno alimentando la crescita delle possibilità di produzione additiva. Secondo Jabil, "non si può sopravvalutare l'importanza dei nuovi materiali. A parte il costo elevato delle attrezzature, il prossimo grande ostacolo è rappresentato dai materiali e dagli ecosistemi chiusi di produzione additiva, che hanno ostacolato la crescita del settore della stampa 3D. Oggi sono disponibili sul mercato numerosi tipi di materiali per la stampa 3D, ma pochi sono abbastanza avanzati da soddisfare i requisiti di qualità o normativi delle industrie"
Le proprietà dei materiali di partenza e dei leganti hanno un impatto significativo sulle proprietà meccaniche del prodotto stampato. Le startup stanno sviluppando nuovi materiali per applicare la produzione additiva in vari casi d'uso. Inoltre, i materiali intelligenti, la ceramica, l'elettronica, i biomateriali e i compositi trovano impiego nello sviluppo di componenti con proprietà avanzate. Questi materiali consentono di stampare in 3D prodotti non convenzionali come dispositivi medici, elettronica di consumo e organi bioartificiali. Inoltre, le startup stanno estraendo materiali stampabili in 3D di alto valore dai flussi di rifiuti per ridurre i requisiti di materiali vergini e le emissioni.
Dalla prototipazione rapida alla produzione
La produzione additiva è diventata una forma di produzione affidabile ed efficiente. Con l'adozione della manifattura additiva da parte delle principali aziende del settore aerospaziale, automobilistico e medicale come parte della produzione quotidiana, la tecnologia si è guadagnata un posto permanente - non sperimentale - tra le scelte di produzione.
l'uso della stampa 3D per dime, attrezzature e utensili, produzione di ponti e parti di produzione è cresciuto notevolmente negli ultimi anni. In questo lasso di tempo, i settori delle attrezzature pesanti e delle macchine industriali hanno registrato la più alta adozione di casi d'uso per dime, attrezzature e utensili; il settore sanitario è stato il più grande adottatore della produzione di ponti e i settori dell'ortopedia e delle macchine industriali hanno registrato i più alti tassi di adozione dell'uso della stampa 3D per i pezzi di produzione.
Rendere la catena di fornitura più resiliente
La pandemia ha rivelato i punti deboli della catena di approvvigionamento. Sebbene alcuni di questi problemi siano stati risolti, la debolezza persiste e continuerà per qualche tempo. La produzione additiva è venuta in soccorso durante la carenza mondiale di DPI e ventilatori. La tecnologia continuerà a essere chiamata in causa per colmare le interruzioni della catena di approvvigionamento.
Jabil ha osservato che la gestione della supply chain si è concentrata sui costi e sull'efficienza a scapito della resilienza. Non c'è da stupirsi che molte catene di fornitura abbiano fallito di fronte a un'interruzione così grande come quella della pandemia: l'impatto della catena di fornitura della COVID-19 si è fatto sentire in tutti i settori, ma soprattutto in quello dei dispositivi sanitari e medici. Ora, la costruzione della resilienza della supply chain è un obiettivo chiave in tutti i settori.
