È sempre più evidente come l’Additive Manufacturing (AM) o manifattura additiva stia raggiungendo la maturità necessaria per trasformare i processi manifatturieri passando da un utilizzo inizialmente focalizzato alla prototipazione rapida verso un impiego mirato all’integrazione nei processi e alla realizzazione di parti funzionali.
di Andrea Mazzoleni, AFIL – Associazione Fabbrica Intelligente Lombardia; Ferdinando Auricchio, Università degli Studi di Pavia; Bianca Maria Colosimo, Politecnico di Milano
A livello globale, stime recenti indicano come il valore di mercato nel 2020 sia stato pari a circa 12,6 miliardi di $ con un tasso di crescita del 21% rispetto ai periodi precedenti e con proiezioni che prevedono un raddoppio nei prossimi 5 anni (37,2 miliardi di dollari al 2026)[1]. In Europa il tasso di crescita è altresì positivo: più 33,8% nel periodo 2014-2017 e un valore stimato di 9,64 miliardi di € per il 2021; numeri che contribuiscono a rafforzare il trend in precedenza menzionato[2].
Numerosi sono i vantaggi per le aziende manifatturiere: alcuni esempi riguardano la riduzione del time to market, la produzione di beni con geometrie complesse e non convenzionali, lotti contenuti, la riduzione degli sprechi, la realizzazione rapida di prototipi nonché la possibilità di creare oggetti personalizzati in congiunzione con i processi convenzionali. Tra i benefici dell’AM vi è inoltre la possibilità di facilitare la progettazione di prodotti secondo la logica dell’economia circolare ottimizzando l’uso di materiali, il riuso e lo smaltimento. La recente crisi pandemica ha ulteriormente dato impulso alle potenzialità dell’AM rivelandone potenzialità e sfide per un manifatturo flessibile, personalizzato e resiliente: tra esse – in combinazione con la digitalizzazione di macchinari e sistemi lungo la supply chain – la produzione distribuita per arginare eventi disruptive e abilitare processi “on demand” nonché la possibilità di realizzare e riparare parti e componenti complessi ad alto valore aggiunto, tematica che consente che coniugare sostenibilità e circolarità. Tra i settori che trainano l’adozione delle tecnologie AM è possibile menzionare l’aerospazio con la ricerca di soluzioni leggere e al contempo performanti e il re-manufacturing delle parti critiche, l’automotive per la riduzione di peso e la manifattura rapida di parti funzionali e i macchinari per la rigenerazione della componentistica a cui si aggiungono il biomedicale e i beni di consumo.
Ad oggi, le principali sfide e opportunità riguardano l’applicazione dell’AM in volumi elevati e un utilizzo che non si limita alla sola prototipazione in materiale polimerico ma che si estende, in coerenza con l’evoluzione delle tecnologie di deposizione, alla realizzazione di parti in metallo ampliando gli ambiti applicativi.
In coerenza con la propria mission, ovvero supportare e sviluppare la leadership e la competitività del sistema manifatturiero lombardo AFIL – Associazione Fabbrica Intelligente Lombardia – è attivamente impegnata nel favorire l’adozione dell’AM tra le imprese della regione. Sin dal 2015 il Cluster ha infatti promosso la nascita e lo sviluppo di un Gruppo di Lavoro – evolutosi in Strategic Community – dedicato all’ AM.
Lo scopo è duplice. Il primo è integrare in logica di filiera i soggetti lombardi attivi sul tema per promuovere la definizione di progetti strategici in linea con le opportunità EU, nazionali e regionali consolidando competenze, conoscenze e favorendo l’internazionalizzazione degli stessi mediante la partecipazione alle iniziative interregionali in cui il Cluster AFIL è coinvolta, tra cui l’iniziativa Vanguard. Il secondo è raccogliere le esigenze provenienti dalle imprese del territorio per trasmetterle a Regione Lombardia affinchè essa possa sviluppare una programmazione coerente di medio e lungo periodo.
Un esempio del primo aspetto è il progetto MADE4LO – Metal additive for Lombardy – che è stato coordinato da Tenova e co-finanziato da Regione Lombardia con 3,5 milioni di € nell’ambito degli “Accordi per la Ricerca, lo Sviluppo e l’Innovazione”. Esso ha affrontato e proposto soluzioni innovative alle principali sfide tecnologiche della manifattura additiva di parti metalliche, come: produzione di nuove polveri, la stampa di materiali complessi, di grandi dimensioni e multimateriale e l’adozione di lavorazioni ibride che contemplino sia aspetti additivi sia sottrattivi(per maggiori approfondimenti: M&A, Marzo 2021).
Il secondo tratto è individuabile, a titolo non esaustivo, nella recente “Strategia di Specializzazione Intelligente di Regione Lombardia 2021-2027”[3] e dei relativi programmi di lavoro alla quale AFIL ha contribuito coinvolgendo i propri associati.
Il documento contiene le sfide e le priorità per la competitività del manifatturiero regionale, tra cui lo sviluppo delle tecnologie di AM e dei processi ibridi per incrementare la flessibilità e la personalizzazione in tutte le filiere produttive lombarde, fattori distintivi dell’industria del territorio. In tale contesto, la Lombardia si caratterizza per la presenza di una filiera con competenze diffuse che comprende sia fornitori di polveri, costruttori di macchine e utilizzatori finali. Sfide specifiche necessitano di essere affrontate affinchè l’AM possa esprimere a pieno l’ impatto atteso a beneficio della competitività delle imprese e della manifatturiera territoriale. Per questa ragione il Cluster AFIL ha avviato un processo per raccogliere le challenges delle imprese lombarde al fine di aggregare intorno ad esse una massa critica di soggetti atta a risolverle. La Strategic Community di AFIL si propone di indirizzare tematiche che affrontino l’intero ciclo di vita della produzione additiva: dal design sino alla concezione di nuovi servizi e modelli di business il tutto considerando la sostenibilità economica e ambientale della tecnologia. Alcuni esempi riguardano la necessità di integrare funzioni e componenti diversi, nuovi processi e tecnologie per la manifattura additiva di parti metalliche, la produzione di polveri dedicate nonchè macchine e processi integrati per una produzione ibrida.
Attualmente sono coinvolti, da un punto di vista accademico, l’Università degli Studi di Pavia e il Politecnico di Milano mentre il lato industriale è rappresentato da ABB, GFM, Streparava, Tenova, Camozzi e Additive Italia.
Le imprese menzionate hanno già avviato un processo di condivisione con la comunità regionale delle principali challenges industriali in merito all’applicazione e al futuro delle tecnologie di AM in ambito industriale: tra esse la realizzazione in metallo di pezzi unici dove di norma è presente un assieme, la funzionalizzazione e caratterizzazione di parti, la ricerca di nuovi materiali, processi per la produzione delle polveri e post-trattamenti, la riparazione e il recupero di componenti ad alto valore aggiunto, la realizzazione in additive di parti di grandi dimensioni e la necessità di comparazione, in termini di costo, con tecnologie alternative.
Il processo è aperto, inclusivo e costantemente ricettivo di nuove richieste e sfide da parte delle imprese e degli stakeholders interessati in linea con l’obiettivo di aggregare esperienze e competenze al fine di avviare progettualità, accrescere il know-how e conseguire ricadute positive per la competitiva del manifatturiero regionale.
Per maggiori informazioni: comunicazione@afil.it
[1] “Additive manufacturing trend report 2021” – Hubs a ProtoLabs Company Link
[2]“The disruptive nature of 3D printing” – European Commission, January 2017
[3] Ulteriore riferimento è la Roadmap per l’Economia Circolare approvata dalla Giunta Regionale nel Maggio 2020
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