Produzione additiva: produzione rapida a un costo inferiore

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  Preveggenza quantistica
• 13 Marzo 2022

Riepilogo approfondimenti

La produzione additiva (AM), un processo che crea prodotti fisici da progetti digitali utilizzando la stampa 3D, sta rimodellando i settori consentendo una produzione e una personalizzazione più rapide. Il suo impatto va oltre la produzione, influenzando aree come l'istruzione, la sanità, l'edilizia abitativa e il commercio globale, con implicazioni per la sostenibilità ambientale, lo sviluppo della forza lavoro e le normative legali. La crescita e l'adozione dell'AM presentano opportunità promettenti, ponendo anche sfide che devono essere affrontate per garantire un accesso e benefici equi.

Contesto di produzione additiva

AM è un processo di creazione di prodotti fisici da progetti e materiali digitali utilizzando la tecnologia di stampa 3D, che consente un nuovo livello di personalizzazione eliminando gli sprechi e i ritardi di produzione prevalenti nei metodi di produzione tradizionali. Sulla base delle proiezioni attuali, l'impatto di AM sull'industria manifatturiera mostra che ha il potenziale per raggiungere un mercato di 250 miliardi di dollari entro il 2025. Questa crescita riflette la capacità delle tecnologie AM di costruire prodotti più velocemente e meno costosi, creando una promettente opportunità per i produttori di aumentare la produzione riducendo al contempo i costi.

Nel settore, stampa 3D e AM sono termini ampiamente intercambiabili, poiché descrivono lo stesso processo. Tuttavia, la differenza fondamentale è che la stampa 3D è utilizzata principalmente per costruire modelli concettuali (insieme ad applicazioni emergenti nel commercio al dettaglio, nella medicina e nel cibo), mentre l'AM utilizza tecniche più avanzate su scala industriale. 

L'AM va oltre i metodi di produzione tradizionali consentendo una maggiore flessibilità e una produzione più rapida, portando a nuove innovazioni. Ad esempio, la tecnologia AM viene utilizzata per la prototipazione rapida, la produzione e le riparazioni in settori diversi come quello automobilistico, medico, aerospaziale e persino calzaturiero. Secondo Research and Markets, il mercato della stampa 3D dovrebbe crescere da 5 miliardi di dollari nel 2023 a 34.5 miliardi di dollari entro il 2028, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 18.1%.

Impatto dirompente 

Consentendo la creazione di progetti complessi senza la necessità di stampi o attrezzature tradizionali, AM può portare a cicli di produzione più rapidi e prodotti più personalizzati. Questa caratteristica può essere particolarmente vantaggiosa per le industrie che richiedono parti specializzate, come i settori medico e aerospaziale. Nel tempo, l'adozione dell'AM può portare a un cambiamento nella forza lavoro, in cui sono necessarie nuove competenze per utilizzare queste tecnologie, mantenendo le aziende competitive sul mercato.

L'impatto ambientale dell'AM è un'altra area in cui si possono notare cambiamenti significativi. Consentendo la produzione su richiesta e riducendo la necessità di grandi scorte di pezzi di ricambio, AM può contribuire a processi di produzione più sostenibili. Questa mossa è in linea con la crescente enfasi sulla responsabilità ambientale e sugli obiettivi di sostenibilità all'interno di aziende e governi. La capacità di produrre parti con scarti minimi e la possibilità di utilizzare materiali riciclati migliora ulteriormente il ruolo di AM nel supportare pratiche ecologiche.

Infine, il potenziale di AM di ridurre i costi di produzione aumentando la produzione nazionale offre un vantaggio strategico sia per le imprese che per i governi. Riducendo la dipendenza dalla produzione all'estero e consentendo una produzione più localizzata, AM può contribuire a rafforzare le industrie e le economie nazionali. Questo spostamento verso la produzione localizzata può portare a catene di approvvigionamento più resilienti, soprattutto in tempi di interruzioni globali.

Implicazioni della produzione additiva

Implicazioni più ampie della produzione additiva possono includere:

• L'integrazione dell'AM nei curricula educativi, promuovendo una nuova generazione di ingegneri e designer esperti nell'utilizzo delle tecnologie di stampa 3D.
• La creazione di nuovi mercati per progetti e progetti digitali, che consentono ai singoli designer di vendere o condividere il proprio lavoro, portando a una democratizzazione del design e della produzione.
• Il potenziale cambiamento nelle dinamiche del commercio globale, poiché la produzione localizzata riduce la necessità di spedizioni internazionali di merci, incidendo sugli accordi e sulle politiche commerciali.
• L'emergere di nuove normative e standard per garantire la qualità e la sicurezza dei prodotti stampati in 3D, in particolare in settori critici come l'assistenza sanitaria e i trasporti.
• La possibilità di ridurre i costi sanitari e aumentare l'accessibilità consentendo la produzione localizzata di dispositivi medici e protesi su misura per i singoli pazienti.
• Il potenziale per la creazione di nuove opportunità di lavoro nella progettazione, nel funzionamento delle macchine e nella manutenzione, portando anche allo spostamento dei posti di lavoro tradizionali nel settore manifatturiero.
• La capacità di produrre alloggi a prezzi accessibili attraverso la stampa 3D su larga scala, affrontando la carenza di alloggi e contribuendo allo sviluppo urbano.
• Il rischio di furto e contraffazione della proprietà intellettuale, in quanto i progetti digitali possono essere replicati più facilmente, comporta sfide legali e la necessità di nuove misure di protezione.
• Il potenziale per i governi di utilizzare AM nella difesa e nella risposta alle emergenze, consentendo una rapida produzione di attrezzature e forniture in situazioni critiche.

Domande da considerare

• In che modo la produzione additiva può consentire alle aziende di migliorare ulteriormente la tecnologia e l'innovazione?  
• La spinta alla produzione additiva avrà un impatto significativo sulla società?