Stato dell arte e trend evolutivi della manifattura additiva e della stampa 3D

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1 by Studio Magnaghi ng.it Stato dell arte e trend evolutivi della manifattura additiva e della stampa 3D 3D Printing Competence Center Relatore: Giancarlo Magnaghi Carrara, 7 aprile 2016

2 Industry 4.0, Digital/Smart Manufacturing e Additive Manufacturing Fonte: Roland Berger 2

3 Tecnologie digitali emergenti nel 2015 Fonte: Hype Cycle Emerging Technologies Gartner Group

4 Hype Cycle 3DPrinting Fonte: Hype Cycle for 3D Printing Gartner Group

5 I primi 10 trend tecnologici nell ultimo triennio secondo Gartner Group N Mobile device Diversity (BYOD) Computing Everywhere The Device Mesh 2 Mobile Applications The Internet of Things Ambient User Experience 3 Internet of Everything 3D Printing 3D-printing Materials 4 Hybrid Cloud Advanced, Pervasive and Invisible Analytics Information of Everything 5 Cloud/Client Architecture Context-Rich Systems Advanced Machine Learning 6 Personal Cloud Smart Machines Autonomous Agents & Things 7 Software Defined Anything (SDx) 8 Web-Scale IT (Amazon,Google, Facebook) Cloud/Client Computing Software-Defined Applications and Infrastructure Adaptive Security Archite cture Advanced Customer Architecture 9 Smart Machines Web-Scale IT Mesh App and Service Fonte: Architecture Gartner Group

6 La stampa 3D nel ciclo di vita dei prodotti Ideazione Prototipazione Produzio ne Logistica Ricambistica Digital Prototyping Rapid Prototyping con stampa 3D Produzione Additiva Stampi Utensili Prodotti finiti Produzione presso: Fabbriche locali, Centri distribuzione Clienti Parti di ricambio Personalizzazion i Presso: Centri distribuzione Clienti 6

7 Trend di adozione della stampa 3D Rapid Prototyping, Tooling e Manufacturing 7

8 Il lotto economico per la stampa 3D Trend Trend Fonte: Deloitte University Press Elaborazione Cherry Consulting 8

9 Principali tecnologie di produzione additiva Attualmente sul mercato mondiale sono offerti quasi modelli di stampanti 3D, prodotti da oltre 100 produttori, con prezzi che vanno dai 500 euro a oltre 1 milione di euro. Utilizzano una decina tecnologie, con diverse varianti, di cui le più importanti sono: Fused deposition modeling (FDM) Selective Laser Sintering (SLS) e Direct Metal Laser Sintering (DMLS) Selective Laser Melting (SLM) Electron Beam Melting (EBM) Stereolitografia (SLA) Ink-Jet 3D printing PolyJet Laminated Object Manufacturing (LOM) 9

10 Mappa delle tecnologie di produzione additiva 10

11 Evoluzione dei computer e delle stampanti 3D 11

12 Architetture a tre livelli (Three Tier Architecture) Computer Stampa 2D Stampa 3D Mainframe Data CenterGrande formato - Centro Stampa Grande formato - Produzione Server dipartimentali Work Group Stampanti 3D professionali high-en PC-client Stampanti individuali Stampanti 3D low-end

13 Fornitori di stampanti e scanner 3D I produttori di stampanti e scanner 3D si possono classificare in cinque categorie principali: 1. produttori specializzati di stampanti industriali di fascia alta, come 3D Systems, Stratasys, Eos, Concept Laser, VoxelJet, Renishaw, Arcam, utilizzate per la prototipazione rapida e la produzione di parti meccaniche 2. produttori di stampanti tradizionali, plotter e software, come Autodesk, Canon, HP, Olivetti, Ricoh, Toshiba 3. produttori di stampanti per hobbisti (detti maker o fabber), artigiani e PMI, generalmente derivate da progetti di pubblico dominio (open source) come quelle della famiglia RepRap, vendute montate o in scatola di montaggio 4. produttori di stampanti specializzate per oreficeria, pasticceria, architettura, prodotti medicali, etc. 5. produttori di scanner 3D. Nelle ultime 4 categorie sono attive anche molte aziende 13

14 Materiali per stampa 3D Plastica, resine e (foto)polimeri PLA (Poly Lactic Acid) puro e caricato ABS, PC (Policarbonato), PC-ABS, PET, Superpolimeri: Peek, Ultem (PEI) Resine acriliche, Nylon, TPU, TPE, Silicone Metalli Acciao inox, titanio, tungsteno, argento, alunimide (nylon+alluminio), ottone, bronzo, leghe e super leghe Materiali ceramici Vetro, ceramica, sabbie, argilla, regolith, gesso Fibra di carbonio e grafene Legno (paste e lamine) Carta (filamenti e fogli) Cere (fusione e microfusione) Cibo (cioccolato, zucchero, carne) Cellule vive (bioprinting)

15 2014 vs 2015 : evoluzione nell uso dei materiali per la stampa 3D FDM Stereolitogra fia e Polyjet 15

16 ASTM (American Society for Testing Materials) e ISO definiscono gli standard dei materiali per la stampa 3D org rg 16

17 Dove è usata la stampa 3D Applicazione FFF SLA SLS Visualizzazione progetti di ingegneria e prototipi Industrial design, architettura, arte, arredamento Strumenti musicali Edilizia Didattica e ricerca Gioielleria e orologeria Marketing, regalistica, gadget, oggetti promozionali Industria meccanica, automobilistica e avionica Sanità e medicali: protesi, odontotecnica, ortopedia Moda, abbigliamento, calzature e accessori Archeologia, restauro, ricostruzione di fossili Prodotti di consumo e casalinghi: stoviglie, contenitori, cibi Personal Fonte: Competence fabrication e artigianato Center digitale Stampa 3D Cherry Consulting 17

18 Trend mercato mondiale stampa 3D le stime sono aumentate radicalmente 7,00 4,95 Fonte: Wholer s 2015 e

19 Trend mercato mondiale offerta stampa 3D per tipo di prodotto/servizio Fonte: 3D Printing SmarTech Markets Publishi 19

20 Composizione mercato mondiale stampa 3D Fonte: IDTechEx report 3D Printing : Technologies, Markets, 20 P

21 Materiali per la stampa 3D: trend del mercato USD/ Kg elaborazione e integrazione Cherry Consulting

22 Mercato mondiale applicazioni stampa 3D Fonte: 3D Printing SmarTech Markets Publishin 22

23 Stima del mercato italiano della stampa 3D Mercato mondiale milioni di $ milioni di $ milioni di $ Smart Tech Report Canalys Report Wholers Report Media Mercato italiano (5.000) %-4% del mercato mondiale 3% % Mercato italiano milioni di euro Media D Printing Competence Center Fonte: Competence Center Stampa 3D Cherry Consulting 23

24 Stima trend applicazioni stampa 3D in Italia Industry Aerospac e 2014 ( % ) 2014 (valore) CAGR % (prossimi 5 anni) ,1 M 15-20% Industrial ,1 M 15-20% Healthcar e M 20-25% Automoti ve M 15-20% Jewelry M 25-30% Energy M 30-35% Others M 20-25% 24 Fonte: Elaborazione Competence Center Stampa 3D Cherry Consulting su dati AT Kearney 2015

25 by Studio Magnaghi g.it Consulenze per l ottimizzazione dell ICT e per l innovazione tecnologica 3D Printing Competence Center Cherry Consulting by Studio Magnaghi Via Civenna, Milano Tel: Fax: Facebook: Google+ : google.com/+cherryconsultingsrlmilano info@cherryconsulting.it Linkedin: Internet: Contatti: Vincenzo Guido di Venosa Slideshare: Instagram: (Direttore Commerciale) vincenzo.divenosa@cherryconsultin g.it Giancarlo Magnaghi (Direttore Tecnico) giancarlo.magnaghi@cherryconsulti ng.it Luigi Bai (Direttore Marketing) luigi.bai@cherryconsulting.it