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26/11/2014

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La terza rivoluzione industriale in Italia

Il nuovo paradigma della produzione additiva si sta diffondendo anche nel Bel Paese, e non è più solo un’avventura per pochi pionieri

La stampa 3D, una delle più significative ‘disruptive technology’ di questo decennio, costituisce una componente essenziale della produzione digitale. Negli ultimi due anni, il mercato della stampa 3D si è espanso in maniera esponenziale per dimensione e rilevanza, e sono stati fatti passi da gigante che stanno impattando in modo importante e rivoluzionario sul paradigma progettuale e produttivo di molti settori dell’economia e della scienza. Ora siamo a un punto di svolta, poiché sono disponibili sul mercato macchine precise e affidabili, con un’ampia scelta di materiali e prezzi accessibili. Secondo i principali industry watcher, la stampa 3D è una delle tecnologie emergenti che rivoluzioneranno le nostre vite nei prossimi 10/20 anni. Elemento chiave che favorisce la diffusione di queste tecnologie è anche il calo dei prezzi che sta abbassando la soglia di ingresso: secondo Gartner Group, entro il 2016 le stampanti 3D di fascia enterprise costeranno meno di 2mila dollari. La stampa in 3D è già adottata da alcune delle più grandi realtà manifatturiere del mondo. Oggi la quota parte di prodotti finiti realizzabili tramite Additive Manufacturing è del 28%, nel 2016 sarà vicina al 50%.
Le opportunità di mercato sono notevoli sia nel campo hobbistico/artigianale (modellismo, giocattoli, accessori, gioielleria, calzature, moda, ceramica, scultura, parti per restauri, pasticceria), per realizzare oggetti unici o personalizzati (con produzione diretta nei fablab o tramite centri servizi, presenti anche in Italia), sia nel campo industriale (dalla realizzazione di prototipi alla produzione di parti funzionali). I mercati più promettenti sono, oltre al rapid prototyping: produzione artigianale, industria aerospaziale, automobilistica, meccanica di precisione, protesi e altri dispositivi medicali, che richiedono un alto livello di personalizzazione e complessità. La stampa 3D, grazie alla possibilità di comprimere i tempi di sviluppo dei prototipi e dei nuovi prodotti, riduce significativamente il time to market dei prodotti e favorisce il ritorno dei centri di produzione vicino ai clienti (re-shoring), con significative riduzioni di inventario. Sempre più evoluta e meno costosa, questa tecnologia offre l’opportunità di stabilire piccole fabbriche sparse sul territorio, per servire anche i cosiddetti ‘market of one’, formati cioè da un singolo cliente. La produzione additiva può richiedere un cambiamento profondo della filiera produttiva, modificando i ruoli degli attori e proponendo nuovi modelli di business. Questo cambiamento porta opportunità e sfide all’industria italiana.

Non solo pionieri

Poiché la stampa 3D è particolarmente vantaggiosa nella produzione di oggetti unici o in piccola serie, complessi e di valore medio/alto, si presta in modo ottimale per migliorare la competitività di moltissime industrie tipiche del Made in Italy che producono oggetti pregiati in quantità ridotte, come artigianato (artigianato digitale), strumenti musicali, oggetti di design, arredamento e mobili, oreficeria e orologeria, moda (scarpe, indumenti, accessori per l’abbigliamento), restauro (mobili, statue, particolari architettonici, auto/moto/barche d’epoca), industria motociclistica, automobilistica, aerospaziale, industria meccanica e nuovi materiali, medicale (protesi, odontotecnica, apparecchi acustici), architettura ed edilizia, industria alimentare: (dolci, pasta), marketing, oggetti promozionali e giocattoli (mini-me, regali, gadget personalizzati).
Le tradizionali abilità manuali degli artigiani italiani, unite alla loro fantasia e al loro estro, con il contributo delle nuove tecnologie e dei nuovi materiali possono permettere di fare un salto di qualità e rilanciare il manifatturiero in Italia creando occupazione e sviluppo, favorire l’autoimprenditorialità giovanile e dare vita a un artigianato digitale evoluto.
Le tecniche 3D sono anche potenti strumenti al servizio della creatività dei designer, poiché offrono l’opportunità di dedicare più tempo al processo creativo e di sperimentare un maggior numero di soluzioni grazie alla rapidità ed efficienza del processo di prototipazione. Inoltre, con la stampa 3D si possono realizzare oggetti che non è possibile produrre con nessuna altra tecnica, quindi si aprono nuovi orizzonti per lo studio di contenuti formali inediti. L’Italia vanta numerose eccellenze nel mondo della stampa 3D, riconosciute a livello mondiale. Vediamo alcuni esempi in tal senso.
L’imprenditore Ignazio Pomini, titolare della società Hsl di Trento che produce gioielli, lampade e oggetti di alto design con i marchi .exnovo e .bijouex,, è stato tra i primi in Europa, e in Italia, a utilizzare la produzione additiva. Enrico Dini ha sviluppato a Pisa la stampante D-shape, che produce componenti di edifici usando una miscela di polvere di roccia o sabbia e collante.
La società Avio Aero, leader nella progettazione e produzione di componenti e sistemi per l’aeronautica civile e militare, acquisita nel 2013 da GE Aviation, è il centro di eccellenza per tutto il gruppo General Electric sulla stampa 3D e possiede a Cameri (Novara) uno degli stabilimenti più grandi al mondo concepiti appositamente per l'additive manufacturing, che può ospitare fino a 60 stampanti 3D industriali.
Tutte le nostre principali industrie automobilistiche e motociclistiche usano da anni la stampa 3D, in particolare, per produrre Energica EGO è la prima superbike 100% elettrica made in Italy, realizzata a Modena dal Gruppo CRP, viene utilizza largamente la stampa 3D.
Strati, una delle prime auto realizzate con stampa 3D, è stata progettata dal designer italiano Michele Anoè, che ha vinto il concorso ‘3D Printed Car Design Challenge’ indetto da Local Motors.
Arduino - una piattaforma di prototipazione elettronica open-source realizzata da Massimo Banzi nella scuola di Interaction Design di Ivrea nel 2005, con lo scopo creare un dispositivo per il controllo digitale economico e di facile utilizzo per artisti, designer e hobbisti, è ora diffusa in milioni di esemplari a livello mondiale ed è molto utilizzata per controllare stampanti 3D, droni e impianti domotici.
La società Barilla ha annunciato l'installazione in alcuni ristoranti, oppure nei locali monomarca come quello di New York, di stampanti 3D per produrre ‘formati’ di pasta ad hoc nella quantità e nel disegno desiderati.
Alcune industrie italiane sono anche leader nella produzione di protesi medicali tramite stampa 3D.
In Italia esistono anche molti validi produttori di stampanti e scanner 3D, come la stessa Arduino (Materia 101), 3ntr, DWS Lab, Fabtotum, Futura Elettronica (3DRAG), Kent’s Strapper (Galileo), ShareBot, Wasp Project (EVO, Deltawasp).
In particolare, Fabtotum, una startup dell’incubatore di imprese Polihub del Politecnico di Milano produce una stampante 3D multifunzione (stampante, scanner 3D e CNC) che ha battuto tutti i record di finanziamento raccogliendo oltre 600.000 dollari tramite il marketplace di crowdfunding Indiegogo. Anche altre stampanti italiane, come quelle prodotte da Wasp Project, permettono, oltre alla produzione additiva, di utilizzare utensili per la produzione sottrattiva.
La Mbn Nanomaterialia di Treviso produce avanzatissimi materiali per la stampa 3D e nanotecnologie.
Nel software per stampa 3D, il programma di slicing Slic3R, realizzato dall’italiano Alessandro Ranellucci, è tra i più diffusi nell’ambiente dei maker.
In Italia esistono anche molti FabLab (il primo è quello di Torino, aperto in occasione dei 150 anni dell’unità d’Italia), che facilitano la condivisione di idee online e software e hardware open source. Nei FabLab avviene la contaminazione tra conoscenza diverse: ingegneri, designer, artigiani, studenti, professionisti.
Iniziano a diffondersi anche i negozi di stampa 3D in Franchising come 3D Italy, che ha recentemente presentato in collaborazione con Bonajuto, azienda produttrice del cioccolato di Modica, una stampante 3D dedicata al cioccolato.
E queste sono solo alcune delle esperienze che in questi anni e in questo periodo si stanno diffondendo lungo lo Stivale.

Una ricerca su stampa 3D e aziende italiane

Il Laboratorio di ricerca SCSM (Supply Chain & Service Management) dell’Università di Brescia, ha sviluppato il progetto di ricerca pluriennale “The Digital Manufacturing Revolution” patrocinato dal Ministero dello Sviluppo Economico, per investigare e approfondire il fenomeno della terza rivoluzione industriale in Italia.
L’analisi copre tre dimensioni rilevanti del fenomeno del Digital Manufacturing: l’area aziendale impattata dall’introduzione di nuove tecnologie digitali (acquisti, produzione, vendite, marketing, ricerca e sviluppo), l’innovazione di prodotto e di processo generata da queste tecnologie e, infine, l’innovazione dei modelli di business (realizzare prodotti differenti grazie alla possibilità di sfruttare procedure e metodologie prima non applicabili o non vantaggiose).
A queste indagini si affianca un’analisi delle tecnologie digitali abilitanti, ovvero: stampa 3D, internet delle cose, realtà aumentata, realtà virtuale, intelligenza artificiale, nanotecnologie e social manufacturing.
L’obiettivo è fotografare conoscenze, tecnologie e soluzioni disponibili nel contesto attuale, con riferimento sia alla domanda espressa dagli utilizzatori industriali, sia all’offerta messa in campo dai provider delle tecnologie abilitanti, e valutare quali saranno le trasformazioni economiche e sociali che possono derivare dall’uso di queste tecnologie, in termini di modifica della geografia della manifattura (re-shoring) e del mercato del lavoro: ovvero quali professioni verranno sostituite da queste tecnologie e quali verranno richieste per la loro gestione.
I risultati preliminari della ricerca, la raccolta dati indicano che lo scenario globale sta cambiando e si evidenziano tre tendenze:
Frammentazione. I volumi di produzione sono tendenzialmente in calo e frammentati su di una gamma sempre più ampia.
Personalizzazione e unicità (customization). I clienti non vogliono più un prodotto standard, bensì uno personalizzato, non vogliono solo acquistare un prodotto fisico, bensì una soluzione.
Servitization. I clienti non vogliono più solo acquistare un prodotto fisico, bensì un servizio costruito intorno all’utilizzo del prodotto meglio se calibrato solo sul tempo che si rende necessario per svolgere l’attività richiesta.
Di conseguenza, anche i paradigmi produttivi si devono adeguare e bisogna passare dalla produzione di massa, caratterizzata da grandi lotti di produzione per conseguire le economie di scala, alla personalizzazione di massa (mass customization) basata sui concetti di prodotto/servizio, flessibilità, produzione di piccola serie di prodotti unici o personalizzati, conformemente alla teoria della ‘coda lunga’ elaborata dal teorico della terza rivoluzione industriale Chris Anderson (“The Long Tail: Why the Future of Business is Selling Less of More”).

Cosa emerge dai risultati

Esclusa la stampa 3D, le altre tecnologie sono ancora mediamente poco note e, quando invece sono note, il livello di conoscenza delle aziende è perlopiù superficiale.
Secondo i risultati preliminari raccolti a inizio di ottobre, per quanto riguarda la stampa 3D il 24% delle aziende del campione l’ha utilizzata o la sta utilizzand, mentre il 30% ha quantomeno avviato una fase di studio (analisi di fattibilità). Non c’è una relazione diretta tra livello di conoscenza/rilevanza e livello di utilizzo.
Per quanto riguarda invece i benefici, questi si traducono in realizzazione di prodotti con caratteristiche migliori, riduzione dei tempi di progettazione e riduzuione dei tempi di prototipazione. Quasi sempre i benefici raggiunti sono superiori a quelli attesi. Mentre invece gli ostacoli si incontrano soprattutto per assenza di competenze specifiche interne/difficoltà a reperirle all’esterno nonché (con minore enfasi) difficoltà nell’allocare gli investimenti richiesti e difficoltà nel trovare partner tecnologici adeguati.
Infine la propensione innovativa cresce poco all’aumentare delle dimensioni aziendali, quindi anche le PMI stanno attivamente guardando alla stampa 3D. Non si evidenziano significative differenze tra i vari settori industriali.

 

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