Nota professionale importante: Questo è un testo d’archivio dell’autore basato su fonti ed esempi disponibili al momento della pubblicazione. Non si tratta di specifiche tecniche attuali, istruzioni di sicurezza, consigli di investimento o conferma delle attuali capacità, velocità, costi o stato delle società e dei prodotti menzionati. Ogni attuale applicazione della produzione additiva richiede un controllo della documentazione attuale del produttore, delle proprietà dei materiali, della sicurezza sul lavoro, dei diritti di proprietà intellettuale e delle normative applicabili.
La produzione additiva e i servizi di stampa non fanno parte dell’attuale offerta pubblica di Savo Kusić. Il focus della produzione odierna è costituito da finestre in legno, finestre in legno-alluminio e porte su misura.
Esigenze, tecnologia e produzione
La nuova tecnologia di realizzazione di articoli utilizzando la stampante 3D, ha richiesto anche la nostra revisione di questa tecnologia, dei suoi effetti sulla produzione e delle possibili nuove tendenze e modalità di organizzazione della produzione.
La maggior parte dei testi che trattano della sfera dell’industria (così come di molti altri campi) in realtà iniziano con la conclusione che “oggi la tecnologia (medicina, chimica, ecc.) è così avanzata che…”
Questo tormentone, come è avvenuto in passato, naturalmente rimarrà per molti anni a venire e probabilmente ci sopravviverà, perché così com’è, nel giorno stesso in cui leggiamo questo testo, la società umana non è mai stata così sviluppata, ma non lo sarà mai, come lo sarà domani.
E infatti i bisogni creati dall’uomo differiscono di giorno in giorno e ogni bisogno ne condiziona uno nuovo, che deve essere più perfetto e migliore del precedente. Se collocassi tali esigenze nel contesto, ad es. dell’industria manifatturiera dei computer, vedremmo che un computer che, cinque anni fa e più, poteva svolgere tutto il nostro lavoro non ci basta più (le nuove esigenze richiedono software più completo, che richiede inoltre hardware, ecc.). Nello specifico, questo fenomeno è stato descritto da Gordon Moore, uno dei fondatori di Intel, il quale afferma che la potenza del computer raddoppia ogni 18 a 20 msec, motivo per cui questa legge è stata chiamata Legge di Moore. Quindi oggi il nostro telefono cellulare contiene più potenza di calcolo dell’intera organizzazione della NASA che è 1969. ha mandato due uomini sulla luna o ad es. videogiochi che consumano più risorse di calcolo per simulare situazioni tridimensionali rispetto a un singolo computer mainframe del decennio precedente (Kaku, 2011).
Qui due cose dovrebbero essere immediatamente separate. Quel computer non poteva soddisfare le esigenze quotidiane di oggi, ma il rovescio della medaglia, se visto in generale, quel computer, come accennato, è stato sufficiente per lanciare un uomo sulla luna. Pertanto, il progresso della scienza è diventato libero dalla dipendenza dalla velocità, ad es. processori e c’è una grande enfasi su altri rami, che potrebbero ostacolare il progresso. Insomma, la scienza comunica in modo bidirezionale con il computer e lo adatta a se stesso.
Tuttavia, i bisogni non sono gli unici a “spingere” l’umanità in avanti. I desideri che l’uomo crea, indipendentemente dal fatto che ne abbia bisogno o meno, aprono uno spazio completamente nuovo affinché le industrie facciano a gara per offrirgli esattamente ciò che vuole o ciò che vorrebbe, senza esserne ancora consapevole. Non dobbiamo dimenticare il marketing, che supporta tutta la storia con il fatto che sono proprio i nostri bisogni e ciò di cui non possiamo fare a meno, e non solo desideri che non ci sono così necessari. Se includiamo anche l’uomo come essere sociale e culturale, che vuole essere diverso dagli altri e formare una propria identità che rifletta il suo stato spirituale interiore (che in una certa misura è sia un bisogno che un desiderio), otteniamo un quadro molto complicato del cliente di oggi, dal punto di vista ad es. di un’azienda che vuole vendere la propria auto, dove quell’azienda deve spendere notevoli risorse, ricercare e modellare la propria offerta, senza nemmeno entrare nella produzione di quell’auto.
Allora come produrre quel prodotto, in modo che sia qualcosa che qualcuno vuole? Che tipo di ricerca è e qual è il modo migliore per condurla, in modo che rifletta il reale desiderio del cliente e qualcosa che qualcuno comprerà, senza che rimanga in magazzino e perda valore? Uno dei modi migliori per realizzare un prodotto è che il cliente dica cosa si aspetta dal prodotto, e poi possiamo essere sicuri che glielo venderemo. Naturalmente, l’altro lato del problema è come ottenere tutto questo con il minor numero di risorse possibile, rispettando ogni cliente individualmente.
Personalizzazione di massa
I primi a dare una risposta a questa domanda sono i sostenitori di un nuovo approccio produttivo. L’approccio apparso una ventina di anni fa offre un modo di pensare e una filosofia di organizzazione della produzione per rispettare tutti questi requisiti, trovando soluzioni per soddisfarli con reciproco vantaggio. Quindi, produci ciò che ogni cliente desidera e può pagare e realizzare un profitto. Questo approccio è chiamato personalizzazione di massa. La moneta è stata creata dalle parole inglesi mass (massa, massiccia, moltitudine) e customization (aggiustamento), che nella traduzione significherebbe personalizzazione di massa nel senso della possibilità di individualizzare i prodotti nella produzione di massa (secondo Suzić, 2014).
Produzione oggi
Esistono molti approcci alla produzione, ma quello che ha acquisito maggiore slancio ed è oggi più ampiamente applicato è la personalizzazione. Quando si parla di personalizzazione, si fa sempre riferimento al tempo in cui viviamo e i presupposti relativi alla personalizzazione sono principalmente che prescrive il miglior tipo di produzione e come affrontare la progettazione e la produzione del prodotto. La personalizzazione non prescrive quale tipo di produzione sia migliore e come creare un prodotto. La personalizzazione è un approccio e un modo di pensare, e i migliori metodi e le migliori pratiche di produzione sono solo una conseguenza di questo approccio e in generale della decisione di applicare questo tipo di pensiero nella produzione (creazione).
Tutte le aziende di successo hanno seguito questo approccio e costruito sistemi di successo con i quali sono riuscite a organizzare la propria produzione in modo da rispondere al meglio al mercato. La personalizzazione è stata menzionata per indicare la necessità di organizzare il sistema nella direzione di ridurre le dimensioni di input nella produzione, in relazione alle dimensioni di output, e quindi ha svolto un ruolo molto importante come approccio.
Ciò ha introdotto importanti cambiamenti nel modo in cui vengono creati i prodotti, ma, in sostanza, il modo di produzione non è cambiato. Viene offerta solo una migliore organizzazione.
Somma e sottrazione di materiale
La produzione precedente si basa sul principio della sottrazione di materiale. In pratica questo significa che viene prelevato un pezzo di dimensioni maggiori rispetto alle dimensioni del prodotto finale e viene rimosso il materiale dal pezzo, fino a portare il pezzo alle dimensioni finali. Questo tipo di produzione è ancora oggi dominante nell’industria manifatturiera. Naturalmente ci sono delle eccezioni, come i prodotti ottenuti dai processi di fusione, soffiaggio, goffratura e simili, ma questi metodi non danno sufficiente libertà “successiva” nella modellatura del prodotto, ma sono limitati dalla preparazione precedente (modelli, strutture materiali, ecc.).
Il metodo di produzione offerto dalla stampa 3D è esattamente l’opposto del metodo menzionato e offre la produzione aggiungendo materiali. Questo metodo di produzione si basa sul principio dell’aggiunta di materiali fino all’ottenimento della dimensione finale.
3D stampa
Fino a qualche anno fa questo approccio sembrava fantascienza, ma è stata l’ingegneria a contribuire ad avviare questo tipo di produzione. Nella stampa tridimensionale, un oggetto viene creato applicando successivamente strati di materiale. Consente la produzione di parti e assiemi da diversi materiali, con diverse proprietà meccaniche e fisiche (Wikipedia, 2015).
Se approfondiamo l’essenza della stampa 3D, potrebbe esistere fin dai tempi dei “materiali liquidi”, ma l’ingegneria ha contribuito al fatto che la combinazione di una macchina CNC [1] e un normale estrusore (che può spingere del materiale) dà la possibilità di creare un oggetto in tre dimensioni, come mostrato in figura 1.
Immagine 1 - Combinazione macchina CNC ed estrusore per plastica (taglio cartone CNC, 2015) (Novità nel mondo della stampa 3D? , 2015) (stampa 3D, 2015)
Naturalmente, nel tempo, sono stati sviluppati metodi più sofisticati di questo tipo e tecniche di unione degli strati applicati, dove si ottiene costantemente una finitura migliore, vengono introdotti nuovi materiali e viene migliorata la costruzione delle stampanti stesse. Da menzionare anche la stampante Carbon3D allora presentata, i cui costruttori si ispirarono al film “Terminator 2”, dove viene modellato un oggetto estratto dalla resina liquida (immagine 2). Come ha affermato uno dei creatori di questa stampante, Joseph DeSimone, le stampanti 3D sono in realtà stampanti 2D che ripetono il processo più e più volte, e quel processo richiedeva molto tempo all’epoca. Questa stampante “semplicemente” estrae l’intero oggetto dal fluido, preformato con l’aiuto della luce, e secondo la fonte in quel momento fornisce una stampa da 25 a 100 volte più veloce (Carbon3D, 2015).
Immagine 2 - Principio di funzionamento 3D della stampante Carbon 3D. (Carbonio3D, 2015)
3Stampa e produzione D
Si può già vedere come l’applicazione della stampante 3D si stia diffondendo in tutti i settori dell’industria, quindi ci sono già parti di carrozzeria stampate, scocche di automobili, posate, guardaroba e persino case ed edifici, ecc. Ad esempio Boeing oggi stampa più di parti di 20 000 per i suoi aeroplani (DICKEY, 2015).
Man mano che questa tecnologia diventa più economica e accessibile, gli esperti in questo campo prevedono che questo tipo di produzione si sposterà dall’industria ai clienti. Con le stampanti 3D, le persone potranno creare i propri modelli, modificare quelli esistenti e adattare i prodotti alle proprie esigenze. Su Internet puoi già trovare molti modelli gratuiti, che possono essere scaricati e stampati direttamente.
Tuttavia, se guardiamo un esempio banale, molte persone oggi hanno stampanti “normali” 2D nelle loro case, ma ci sono ancora fotocopiatrici, e anche chi ha una stampante stampa nelle fotocopiatrici. Sarà simile con le stampanti 3D. Ci sono diverse ragioni per questo, alcune delle quali sono:
- ragioni economiche, perché la produzione di massa è ancora più economica di quella individuale;
- un traguardo migliore, per il quale la maggior parte delle persone non avrà le condizioni come professionisti;
- conoscenza delle caratteristiche dei materiali, software di costruzione e lavorazione;
- capacità creative dell’individuo;
- limitazioni fisiche della stampante.
Per quanto riguarda la soddisfazione delle esigenze dei clienti, la stampa 3D offre possibilità infinitamente maggiori di adattare il prodotto ai desideri del cliente, rispetto a quanto poteva offrire la produzione tradizionale basata sulla sottrazione di materiale. Ma dal punto di vista del produttore, ciò consente una produzione senza materiali in eccesso (sprechi), una riduzione del numero di macchine, minori costi di stoccaggio, ecc. Inoltre, rimane spazio per la suddetta personalizzazione, dove si possono produrre in anticipo piattaforme di prodotto, sulle quali si possono stampare le forme desiderate e inoltre soddisfare i clienti, con velocità di consegna e simili. Inoltre verrà aperta la possibilità di lasciare un prodotto non finito, dove verrà consegnato al cliente come tale, e il cliente potrà anche stampare il prodotto con la sua stampante.
Di seguito sono riportati un paio di esempi ottenuti con la stampa 3D
Allegato 1 - L’azienda cinese WinSun, specializzata nella costruzione di case utilizzando la tecnologia 3D, ha “stampato” il suo primo grattacielo
Immagine 3 – Edificio stampato - http://svetzanimljivosti.com/zgrada-iz-stampaca-prva-visespratnica-po-3d-tehnologiji/
Immagine 4 - Interno dell’edificio stampato - http://kiko-unico.com.hr/hocemo-li-u-skoroj-buducnosti-printati-stambene-objekte-luksuzne-vile/
Allegato 2 - L’azienda Local Motors ha prodotto un’auto in cui gli elementi strutturali e le parti della carrozzeria sono stampati su una stampante 3D, quindi i componenti aggiuntivi
Immagine 5 - Auto le cui parti sono stampate - http://www.b92.net/automobili/razno.php?yyyy=2015&mm=01&nav\_id=946245
Accessorio 3 - 3D Fucile e pistola
Immagine 6 - 3d Fucile - http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2295283/3D-printing-gunsmiths-make-blueprints-available-free-download-granted-firearms-licence.html
Immagine 7 - http://www.bbc.com/news/science-environment-22421185
Allegato 4 - 3Mano D per disabili
Immagine 8 - 3Lancetta D - http://edition.cnn.com/2014/04/14/tech/innovation/carpenter-fingers-robohand-3-d/
Nota applicativa: Esempi storici, previsioni, confronti di velocità e dichiarazioni aziendali non sostituiscono un confronto tecnico e commerciale reale. La sicurezza del processo dipende dalla macchina, dal materiale, dalla ventilazione, dalla temperatura, dalla lavorazione, dallo scopo del pezzo e dalla valutazione degli esperti del caso specifico.
Fonti
3Stampa D. (2015, 4 14). Estratto da Wikipedia, l’enciclopedia libera: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
Carbon3D. (2015, 04 5). Estratto da Carbon3D | Tecnologia CLIP - Tecnologia innovativa incentrata sul processo fotochimico regolabile per la stampa 3D senza strati:: http://carbon3d.com/
DICKEY, M. R. (2015, 4 15). Spero che tu ti fidi delle stampanti 3D: Boeing le utilizza per “stampare” parti dei suoi aerei. Estratto da Business Insider: http://www.businessinsider.com/
Kaku, D. M. (2011). Fisica del futuro.
Taglio cartone su cnc. (2015, 4 14). Estratto da elitesecurity.org - forum web: http://www.elitesecurity.org/t415702-0
Suzić, N. (. (n.d.). Novi Sad.
Cosa c’è di nuovo nel mondo della stampa 3D? . (2015, 4 14). Estratto da fijngenoegen + co: http://www.brit.co/3d-june/
Wikipedia. (2015, 04 12). 3Timbro D. Estratto da Wikipedia: http://sr.wikipedia.org/sr-el/3%D0%94_%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0
[1] CNC (eng. controllo numerico computerizzato) è una macchina che utilizza coordinate preinserite per il suo movimento, che vengono inserite in base alle posizioni desiderate nel sistema di coordinate osservato.