TUTTE LE VOCI DELLA STAMPA 3D

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1 TAVOLA ROTONDA STAMPA 3D TUTTE LE VOCI DELLA STAMPA 3D belekekin - Fotolia.com GIANCARLO MAGNAGHI Abbiamo invitato a confrontarsi un designer, un distributore di 3D printer e due centri servizi, per fare il punto su una innovazione sempre più all attenzione anche del mercato professionale. La stampa 3D è considerata una delle più significative disruptive technologies di questo decennio ed è un argomento di attualità che interessa il mondo delle aziende manifatturiere, ma anche architetti, costruttori, artigiani, fornitori di servizi, hobbisti e curiosi. Dell argomento si parla molto su tutti i media, spesso in modo generico e miracolistico. All inizio di aprile 2014, cercando 3D printing sul web, si trovavano pagine su Google e video su YouTube; con 3D printer pagine e video; pagine e video per additive manufacturing ; pagine e video per FabLab... E quando si usano termini in italiano come stampa/ stampante 3D i numeri risultano comunque elevati, a dimostrazione dell interesse che questo argomento riscuote anche nel nostro Paese. Come succede tutte le volte che una tecnologia fortemente innovativa si afferma all attenzione del grande pubblico, molti si affannano a spiegare al pubblico cose che loro stessi non conoscono e contribuiscono ad aumentare la confusione. L impressione che si ricava da alcune presentazioni divulgative delle tecnologie di produzione additiva è che sia sufficiente una stampante 3D da tavolo, auto-costruita con alcune ore di lavoro di montag- gio e un investimento di poche centinaia di euro, per realizzare complessi oggetti di arredamento, parti di ricambio per elettrodomestici e veicoli, protesi ortodontiche, repliche esatte di organi umani e intere case. Ovviamente la realtà è ben diversa e ben più complessa, poiché esistono un buon numero di tecnologie e di macchine per la produzione additiva che consentono di utilizzare materiali diversi e realizzare oggetti con varie misure, precisioni e caratteristiche chimiche e fisiche. Inoltre, esiste un articolato ecosistema composto da centri servizi, FabLab, società di ingegneria e progettazione che rendono ardue le decisioni make or buy, le analisi costi/benefici, i calcoli del TCO (total cost of ownership) e del ritorno sull investimento. Per chi deve prendere decisioni riguardo la possibilità pratica e la convenienza economica di utilizzare la stampa 3D nella propria azienda, è necessario acquisire informazioni di prima mano e fare tesoro dell esperienza di chi già opera con successo in questo settore in Italia. La tavola rotonda Per fornire una panoramica sulla realtà di questo mercato e fare il punto sull utilizzo della stampa 3D in Italia, Office Automation ha organizzato una 86 maggio 2014

2 tavola rotonda per raccogliere informazioni e consigli da chi già opera in questo campo, a cui hanno partecipato professionisti che a vario titolo si occupano di 3D printing: utenti, centri servizi e fornitori di sistemi che hanno accettato di condividere le loro conoscenze, le loro esperienze pratiche e quindi di discutere dei nuovi modelli di business che si possono implementare. Dino Lucci, designer laureato al Politecnico di Milano, ha lavorato per 10 anni nel mondo dei mobili per ufficio presso Unifor e da un anno si occupa del centro ricerche europeo di un azienda multinazionale del settore ar- Dino Lucci, designer redo. Nella precedente posizione, già una decina di anni fa ha visto nascere e ha sfruttato le prime applicazioni di stampa 3D, soprattutto per la realizzazione rapida di prototipi di componenti per mobili per l ufficio, come cerniere e accessori speciali. Nei mobili per ufficio, spesso è necessario personalizzare i prodotti di serie per specifiche esigenze dei clienti e la stampa 3D permette di verificare rapidamente se un idea che funziona sul CAD funziona anche nella realtà e dà la possibilità, se si produce un oggetto con il materiale adatto, di realizzare anche le prove di resistenza meccanica e le prove di rottura per verificarne il corretto dimensionamento. Bisogna comunque avere una certa pratica perché una cosa è realizzare modelli 3D per la visualizzazione e un altra cosa è realizzare file 3D per la produzione additiva di parti funzionanti. Venendo alla realtà di oggi: Il centro ricerche della sede americana della nostra società è già dotato di stampanti 3D e noi stiamo studiando l offerta disponibile sul mercato per capire qual è la soluzione più adatta per il nuovo centro ricerche che stiamo sviluppando. Attualmente ci appoggiamo a dei service esterni ma pensiamo di dotarci entro qualche mese di una macchina con caratteristiche adatte alle nostre esigenze. Marco Marcuccio, sales manager di CMF Marelli ( L azienda distribuisce le stampanti 3D Systems per varie applicazioni personali, professionali e industriali; e Solidscape per alcune applicazioni specifiche (come in gioielleria), il manager proviene da un esperienza marketing e commerciale in ambito editoriale. CMF Marelli è attiva fin dal 1950 a Cinisello Balsamo nel campo della strumentazione Marco Marcuccio, sales manager di CMF Marelli di misura e delle macchine utensili e dal 1997 ha iniziato a seguire il mondo della stampa 3D - afferma Marcuccio - da allora il mercato 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. Teresa Fontana responsabile scanning 3D del centro servizi per la stampa 2D e 3D Eliofossolo di Bologna ( La stampa 3D è una tecnologia dirompente che apre nuovi scenari e possibilità alle piccole e medie imprese. Eliofossolo dal 1992 offre servizi di stampa digitale nel piccolo e nel grande formato. Il nuovo servizio di stampa 3D ha l obiettivo di offrire ai clienti soluzioni innovative, semplici ed efficaci per sfruttare al meglio le opportunità di un mercato in rapidissima crescita a livello mondiale: 2 miliardi di dollari nel 2012, 4 nel 2015 e 10 nel La nostra filosofia è quella di sfruttare al meglio le nuove tecnologie. Grazie alla stampa 3D, artigianato e industria si stanno fondendo e nascono gli artigiani digitali in grado di realizzare produzioni ridotte di oggetti fatti su misura per i clienti, come è tipico della migliore tradizione del Made in Italy. Cesare Zanetti, CEO di ProtoService di Fornovo di Taro ( che da anni opera nella prototipazione rapida e oggi nella additive manufacturing, aggiunge: Siamo nati collaborando con le aziende della Motor Valley e della Food Valley emiliana. La creatività italiana unita alla stampa 3D sta dando vita a una nuova famiglia di artigiani digitali. Noi realizziamo sia prototipi che oggetti funzionanti, sfruttando diverse tecnologie e materiali. Ci sono problemi di formazione sia per i progettisti che per gli operatori? Teresa Fontana, Eliofossolo. Il settore della stampa 3D richiede molta formazione ed esperienza sul campo, di cui in questo momento in Italia c è carenza. Sarebbe auspicabile formare su queste tecnologie gli studenti delle scuole secondarie, e in particolare degli istituti maggio

3 Tavola Rotonda Stampa 3D tecnici. Del resto, un perito meccanico o informatico che esce da un istituto tecnico ha le cognizioni base di CAD 3D, e non sarebbe difficile estenderle alla stampa 3D. Alcune scuole in Italia e molte all estero hanno iniziato ad aprire i FabLab per i loro gli studenti. Le competenze necessarie nel ciclo di vita del prodotto sono quella del designer che traduce l oggetto in un file CAD, mentre il personale del centro stampa deve avere una buona conoscenza del software per la stampa e dei materiali, non solo per controllare il processo di stampa, ma per consigliare ai clienti i materiali più adatti a realizzare i vari oggetti. Le figure professionali centrali nel campo del 3D printing sono quindi i designer, in grado di trasformare il design di un prodotto in un modello digitale adatto per le nuove generazioni di stampanti 3D, e i tecnici di produzione. Saranno sempre più richiesti modellatori CAD esperti di 3D con competenze relative ai vincoli geometrici e conoscenza delle caratteristiche dei materiali, nonché modellatori con background scientifico e medicale per la produzione di oggetti avanzati come le protesi. Settori molto interessanti per ingegneri e designer sono il modellismo in ambito biologico e scientifico, nonché la ricerca e sviluppo di materiali per specifici settori (moda, gioielli). Le tempistiche per formare il personale addetto alla produzione variano in funzione della tecnologia di stampa utilizzata e di conseguenza dei materiali trattati. Per la formazione iniziale di uno stampatore 3D occorrono dai tre ai cinque mesi. Per quanto riguarda l utilizzo dello scanner 3D professionale, sono necessari dai sei ai dodici mesi. Essendo una tecnologia nuova, è necessario provare e sperimentare quotidianamente, poiché in pratica è difficile trovare qualcuno in grado di spiegare l utilizzo ottimale dello scanner in tutte le situazioni. È un po come la fotografia: non basta avere una bella macchina fotografica per essere un buon fotografo. Marco Marcuccio, CMF Marelli. Si parla molto di stampa 3D, che è il tema del momento, però a volte si mischia la realtà concretamente fattibile con suggestioni da fantascienza. Talvolta le persone che si rivolgono a noi immaginano che tutto sia possibile, senza alcun limite di fattibilità tecnica o Teresa Fontana, responsabile scanning 3D del centro servizi per la stampa 2D e 3D Eliofossolo di Bologna Cesare Zanetti, CEO di ProtoService sostenibilità economica, per esempio che con una stampante da tavolo si possa costruire un intera abitazione. I costruttori e i distributori cercano di informare il mercato, ma non riescono a controllare la correttezza dell informazione al grande pubblico. Da parte nostra, ogni giorno riceviamo moltissime richieste, anche curiose o impossibili, molte delle quali sono dovute proprio alla scarsa informazione da parte dei possibili clienti. Il problema della formazione degli utenti è dunque cruciale per il corretto sviluppo di questo mercato. Cesare Zanetti, ProtoService. Noi ci appoggiamo alle università per la ricerca delle migliori risorse umane e per individuare i materiali più adatti per realizzare i nostri prodotti. Le università italiane si stanno adeguando a queste richieste, pur non esistendo ancora né corsi di laurea specifici né corsi di formazione a livello di scuole superiori. Sul mercato, infatti, non esistono ancora professionisti in grado di conoscere tutte le macchine e tutti i materiali, e molta della formazione la si costruisce in azienda on the job. Come ci si orienta nell ecosistema della stampa 3D? Per utilizzare la stampa 3D ci sono diverse modalità e alternative: acquisto delle macchine, esternalizzazione completa o parziale del servizio, progettazione in-house ed esternalizzazione della produzione, acquisto di modelli 3d (file STL pronti per la stampa) e produzione in proprio o tramite centri servizi. La scelta dipende da molti fattori come le competenze interne disponibili, il numero di pezzi che bisogna produrre, il costo e la conoscenza delle macchine e dei materiali, l organizzazione geografica delle aziende e dei mercati per quanto riguarda gli aspetti relativi alla logistica, ai trasporti e ai costi di produzione locali e off-shore. Marco Marcuccio, CMF Marelli. La prima domanda che rivolgiamo al cliente è: Bene, sei interessato alla stampa 3D; ma che cosa ci vuoi fare esattamente?. Le stampanti 3D hanno prezzi che vanno da euro a 1,5 milioni di euro e i materiali sono tantissimi. Più che realizzare la vendita di una macchina fine a sé stessa, si tratta di fornire una soluzione soddisfacente; quindi bisogna capire il tipo di esigenza, la finalità 88 maggio 2014

4 per cui viene costruito l oggetto, il tipo di materiale adatto e le eventuali criticità dell operazione. A oggi, uno dei limiti maggiori è rappresentato dall ampiezza del piano di lavoro, poiché i prezzi delle macchine crescono in maniera esponenziale all aumentare delle dimensioni massime dei pezzi che si vogliono realizzare. Scegliere la macchina giusta tenendo conto di tutti i possibili parametri di scelta non è così ovvio, a partire dal budget dedicato. Dino Lucci. È difficile trovare la giusta via di mezzo tra una stampante da scrivania da euro e una industriale da euro. Nel nostro lavoro, un aspetto molto importante sono le dimensioni massime degli oggetti che si possono produrre, che nelle stampanti con costi abbordabili sono dell ordine dei centimetri di spigolo. Questo significa che, per esempio, per fare la scocca di una sedia bisogna stampare una ventina di pezzi e poi assemblarli. Se ci fosse una stampante con un costo di poche decina di migliaia di euro in grado di produrre parti da 60x60 cm., anche con una precisione e una velocità modeste, potrebbe essere molto interessante per il nostro lavoro. Perché sono nati in pochi mesi molti service di stampa 3D? Teresa Fontana, Eliofossolo. A parte i new entry, alcuni service di stampa tradizionale passano alla stampa 3D poiché il mercato della stampa 2D è in declino e i margini sono sempre minori. Inoltre, l esperienza nella stampa e plottatura di file CAD 2D in grande formato si può estendere alla stampa 3D senza partire da zero, e si possono mantenere anche per le applicazioni di stampa 3D i clienti progettisti che già utilizzano i service per la stampa dei disegni tecnici 2D. Dal punto di vista economico, i margini nella stampa 3D sono ancora molto significativi - in alcuni casi il valore dell oggetto finito può essere anche 100 volte il costo del materiale - e questo aiuta ad ammortizzare le macchine. Come si ammortizza una stampante 3D? Marco Marcuccio, CMF Marelli. Facciamo il caso degli architetti: prima bisognava ricorrere necessariamente a un modellista che per realizzare un prototipo impiegava molto tempo e risorse; oggi il risultato può essere ottenuto in modo molto più realistico e veloce. Inoltre, l investimento va valutato non solo sul risparmio rispetto alle alternative, ma anche e soprattutto sull opportunità di ottenere un vantaggio competitivo importante nei confronti della concorrenza. Si tratta di fare una valutazione a volte complessa, ponderando con attenzione da una parte costi cor- Appuntamento a Milano con la rivoluzione della stampa 3D Il prossimo 4 giugno a Milano, Soiel International organizza l evento La rivoluzione della stampa 3D - Aree di applicazione e scenari evolutivi per una nuova tecnologia rivolta al mondo della produzione. Il mondo della Stampa 3D è un mercato ancora in via di definizione, il cui ecosistema di offerta per il mercato italiano è attualmente in definizione. Aziende utenti e operatori interessati a capire quali sono i possibili ambiti applicativi d intervento di questa importante innovazione, avranno modo di approfondire l argomento in tutti i suoi aspetti significativi. Per ulteriori informazioni: renti (imputazione dell investimento nella macchina e della quota d uso dei consumabili), dall altra i ricavi di ritorno (sia in termini di risparmi rispetto a processi tradizionali che di reddito dalle attività), nel breve e nel medio periodo. Ma è una strada che non si deve più trascurare, non solo per i vantaggi strategici potenzialmente straordinari in prospettiva, ma anche per le opportunità di business altamente remunerative che si pongono già oggi, Eliofossolo maggio

5 Tavola Rotonda Stampa 3D Le aziende che hanno partecipato alla tavola rotonda CMF Marelli Distributore da quasi vent anni di sistemi di stampa 3D, CMF Marelli è uno dei precursori della prototipazione rapida in Italia e tuttora uno dei principali riferimenti di mercato. E in grado fornire un servizio completo e di proporre un ampia gamma di soluzioni per varie esigenze. Utilizzo personale: didattico e ludico. Utilizzo industriale: produzione. Applicazioni professionali: modelli di perfetto realismo estetico finalizzati alla presentazione visuale, campioni di grande precisione e finitura superficiale finalizzati al test funzionale. Eliofossolo Dal 1992 attiva nella stampa digitale a Bologna, ha recentemente lanciato il nuovo servizio di stampa 3D per offrire al cliente soluzioni e servizi sempre più innovativi, semplici ed efficaci. In particolare: Stampa 3D in gesso a colori, per chi vuole un oggetto uguale alla realtà. Stampa 3D in ABS plus termoplastico, PLA, per chi vuole raggiungere la massima qualità in termini di resistenza (esempio prototipazione di oggetti meccanici). Stampa 3D in resina, disponibile in vari colori, per chi cerca la massima precisione e un tocco di eleganza. ProtoService Opera a Fornovo di Taro (Parma) dal 1997 con la mission di essere partner attivo per i clienti che si rivolgono all additive manufacturing per la prima volta o che la utilizzano come tecnologia consolidata. Dispone di tecnologie quali la Selective Laser Sintering (SLS) per la realizzazione di prototipi di resine poliammidiche; la sinterizzazione diretta di metallo (Direct Metal Laser Sintering - DMLS) utile alla realizzazione di particolari in leghe di alluminio, acciaio e titanio; e la Electron Beam Melting (EBM) per la fusione di componenti in titanio. alluminio e acciaio 316L e 17-4Ph. Lavoriamo, tra gli altri, nel mondo dell industria meccanica, aerospaziale, del design e del biomedicale. La scelta del parco macchine di un service dipende dalle richieste attuali dei clienti e dalla filosofia aziendale, che per un azienda come la nostra è quella di poter proporre le soluzioni più innovative disponibili a livello mondiale. Teresa Fontana, Eliofossolo. Nella nostra azienda si occupano di stampa 3D in tutto cinque persone, di cui tre in produzione. Personalmente mi occupo delle scansioni 3D e abbiamo due tecnici che seguono proprio la stampa. I tecnici di produzione devono avere una buona conoscenza dei processi di stampa ed essere in grado di validare i file STL da stampare, per evitare sprechi di lavoro e di materiale. Infatti, un file 3D per essere stampabile deve rispondere a determinate caratteristiche: deve essere un file 3D poligonale senza facce o pareti mancanti o superfici doppie. Poiché molti dei professionisti che disegnano oggetti 3D sono alle prime armi, hanno bisogno di assistenza da parte dello stampatore. Verifichiamo i file che i clienti ci inviamo da stampare con un programma di verifica dei file STL e ri-inviamo loro quelli che hanno dei problemi, se non riusciamo a correggerli noi stessi. Il file STL viene poi convertito dal software delle stampanti in linguaggio macchina (Gcon marginalità impensabili in altri settori maturi o declinanti. Penso per esempio alla progettazione ingegneristica e architettonica, al settore medico e dentistico, alle possibili applicazioni consumer, il cui limite ormai è solo la fantasia, alla produzione industriale aperta all assoluta personalizzazione e al vero just in time, senza scorte di magazzino... Insomma a tutti i casi di successo che verifico concretamente con i nostri clienti. Com è organizzato un centro servizi per la stampa 3D? Cesare Zanetti, ProtoService. Dipende dalla mission. Noi siamo progressivamente passati dal rapid prototyping alla fabbricazione additiva. ProtoService conta 13 addetti, di cui quattro operai specializzati nel reparto produzione, quattro tecnici che operano nell ufficio tecnico, progettazione e consulenza e due nella ricerca e sviluppo. I nostri servizi di consulenza vanno dalla scelta del tipo di prototipo più efficiente ed efficace per gli usi del cliente, all assistenza nella preparazione dei file da realizzare e in diversi casi questa prevede anche un servizio di re-ingegnerizzazione. Abbiamo cinque impianti per la produzione additiva in materiale plastico (SLS) e sei impianti per produzioni di parti metalliche. I nostri materiali vanno dalle plastiche ai più performanti a metalli quali titanio, inconel (lega di nichel e cromo), cromo cobalto, 90 maggio 2014

6 Code) attraverso un operazione di slicing che produce una sequenza di modelli 2D relativi ai singoli strati (layer) materializzati dalla stampante 3D nel processo di fabbricazione additiva. Molto importante anche l utilizzo degli scanner 3D, praticamente indispensabili per riprodurre oggetti esistenti (reverse engineering), per esempio per riprodurre o modificare un plantare o creare la statua di una persona. Noi utilizziamo uno scanner EVA ad alta risoluzione, che permette di scansionare persino i capelli. Eliofossolo dispone di varie macchine FDM in grado di trattare diversi tipi di materiale: resina, gesso, ABS, ABS Plus e PLA. Se non abbiamo in casa le stampanti in grado di realizzare un determinato oggetto, troviamo qualcuno che lo faccia per noi. Per esempio, attualmente non possiamo produrre direttamente oggetti in nylon perché non abbiamo stampanti SLS. Quali sono gli strumenti software più utilizzati? Cesare Zanetti, ProtoService. I CAD 3D di nuova generazione sono tutti evoluti e in grado di produrre file adatti per la stampa 3D. Nella nostra esperienza arrivano prevalentemente file creati con SolidWorks, Catia, Creo Elements, Pro/E (pro/engineer) ma anche Rhino e Autocad 3D. Quello che differenzia i CAD è l interfaccia utente, le funzioni disponibili, ma soprattutto la potenza della matematica, che determina la precisione e l accuratezza dei modelli prodotti. I programmi che eseguono la conversione dai file CAD in qualsiasi formato ai file STL ormai sono stabili e affidabili. Noi a oggi utilizziamo il programma STL editor Magics di Materialise, che permette di verificare, correggere e ottimizzare i file STL prima di effettuare le stampe. Teresa Fontana, Eliofossolo. Noi utilizziamo prevalentemente il software Netfabb per verificare e correggere i file STL. Come è posizionata l Italia nel panorama europeo e mondiale? Marco Marcuccio, CMF Marelli. In questo settore, il nostro è un Paese precursore e all avanguardia, da molti punti di vista. Da noi sono nate importanti applicazioni di software e di hardware, qui si continuano a sviluppare nuovi materiali e applicazioni. Tra l altro ricordo con un certo orgoglio nazionale che ai vertici di realtà mondiali come 3D Systems e di Solidscape operano attualmente dei colleghi italiani. Anche l architettura delle schede elettroniche open source Arduino, nata a Ivrea e largamente utilizzata nei controlli delle stampanti 3D open source, ha un ottima visibilità a livello mondiale. Cesare Zanetti, ProtoService. Ci sono settori in Italia che utilizzano queste tecnologie da anni, per esempio il concetto di protesi realizzate con stampa 3D è nato in Italia e la principale azienda che produce protesi per l anca con questa tecnologia è italiana. Quali sono le opportunità di sviluppo del mercato professionale e consumer? Cesare Zanetti, ProtoService. Le opportunità di sviluppo per un service sul mercato professionale, come è il nostro, sono enormi. Da una parte nelle aziende industriali l utilizzo dell additive manufacturing potrebbe risolvere molti problemi con le tecnologie già disponibili (e qui ritorniamo al problema di una corretta informazione e formazione agli operatori) ma servono macchine di grande precisione che non possono essere interne all azienda proprio perché necessitano di ingenti investimenti in formazione e conoscenze delle tecnologie. La stampante 3D nel mercato consumer, invece, permetterà di risparmiare tempo nella realizzazione dei prototipi con investimenti contenuti, ma si parla di due realtà totalmente diverse. Bisogna capire che ogni tipo di business e di applicazione richiede le proprie soluzioni. Si può fare business con stampanti low cost se le caratteristiche degli oggetti prodotti non richiedono macchine con caratteristiche più sofisticate. Per esempio, un negozio che produce piccoli oggetti avrà bisogno di un buon numero di stampanti economiche per realizzare parecchi oggetti in parallelo. Se per una festa di compleanno produco dei gadget personalizzati, vanno bene anche le stampanti open source con tecnologie povere. In ambito consumer, il limite è solamente la fantasia. Ci sono moltissime opportunità che bisogna saper cogliere. Un ufficio tecnico per realizzare i prototipi può avere interesse a disporre di una macchina non molto precisa ma veloce. L obiettivo nel medio termine è quello di cambiare il modo di pensare l organizzazione della produzione. maggio