Come avanza la “lenta” rivoluzione dell’additive manufacturing nel 2019

Ideas Factory | Stampa 3D, Cnc, Progettazione, Modellazione 3D e Render, Consulenza e Formazione, Ancona

Come avanza la “lenta” rivoluzione dell’additive manufacturing nel 2019

La produzione additiva ha fatto passi significativi, seppure incrementali, negli ultimi due anni e ciò che il CEO di Materialise Fried Vancraen ha definito la “rivoluzione lenta” proseguirà nel 2019.
Per valutare dove arriverà la tecnologia nel prossimo anno e fare il punto della situazione di alcune delle sfide che rimangono aperte, PlasticsToday ha parlato con Paul Benning, Senior Fellow e Chief Technologist 3D Printing presso HP Inc. (Palo Alto, CA).
Il design generativo, il bioprinting e le parti cromatiche funzionali stampate in 3D sono sul suo radar come aree da osservare; le proprietà dei materiali e la perfetta integrazione della stampa 3D nel più ampio ambiente di produzione sono tra le sfide che devono ancora essere affrontate.

Il design generativo

Il design generativo può sembrare una sorta di parola d’ordine, ma non lasciarti ingannare: le possibilità sono piuttosto sorprendenti.
Una “analogia imperfetta” per un primo passo nel capire questa tecnologia, ha detto Benning, è l’autofill quando si digita un messaggio di testo.
“Il design generativo porta un’automazione significativa al processo di progettazione. Guarda al tuo obiettivo di progettazione e suggerisce modi per completare il tuo progetto. Questi sono i passi di automazione che vediamo ora “, ha detto Benning.

A mano a mano che la tecnologia viene perfezionata, gli ingegneri saranno in grado di inserire i requisiti di punti meccanici, di carico e di attacco, poi un sistema integrato con l’apprendimento automatico e l’intelligenza artificiale scateneranno le variazioni del design fino a quando non evolverà nella progettazione più leggera ed efficiente possibile, ha detto Benning.
La stampa 3D può creare design e geometrie che non sono possibili con altre tecniche di produzione, e la progettazione generativa porta quella pratica ad un livello ancora più alto, suggerendo alternative che potrebbero non venire alla mente in modo semplice a un ingegnere progettista.
L’automazione che il design generativo porta al processo può essere estremamente utile per la comunità dell’ingegneria del design, ha affermato Benning.

“Le persone vengono addestrate nel processo di stampaggio a iniezione e nella fabbricazione del metallo e sanno bene dove sono i limiti”, ha affermato Benning.
Non è così con la stampa 3D, che ha possibilità di design quasi infinite.
“Non sei costretto a considerare da dove realizzi un foro o dai limiti dello stampaggio a iniezione.
L’estrema flessibilità e la complessità delle possibilità di progettazione nella stampa 3D lo rendono uno spazio di progettazione più complesso di quello a cui siamo abituati “, ha spiegato Benning.
“Per trarne il massimo vantaggio, avremo bisogno di strumenti come la progettazione generativa e gli ambienti più automatizzati” (e anche di imparare a concepire il design con una nuova ottica e nuovi punti di vista, aggiungiamo noi di Mkrlab).

Bioprinting qui e ora

La bioprinting ha fatto progressi considerevoli negli ultimi due anni, ma a volte le persone si sono lasciate trasportare dall’hype, annunciando organi stampati che possono essere trapiantati nei pazienti.
Quello è il Santo Graal, disse Benning.

Mentre gli organi funzionanti sono oltre l’orizzonte, oggi siamo in grado di stampare “piccoli tessuti vitali, raccolte di cellule che comunicano tra loro”.
Se stai cercando di capire l’impatto di un nuovo farmaco, “ci sono dei livelli in cui vuoi farlo partendo dalle interazioni basilari di piccole molecole fino alle molecole target per un trattamento farmacologico con una biomolecola o proteina e poi in interazioni cellulari. È qui che finiamo oggi sotto il microscopio e poi saltiamo in studi sugli animali vivi “, ha detto Benning.
I piccoli tessuti sono un mondo completamente nuovo in cui i percorsi di segnalazione interagiscono tra loro.
La ricchezza di questo ambiente offre ai team di R & D un sistema molto migliore per studiare senza dover fare studi sugli animali vivi.
Sta succedendo oggi “, ha detto Benning.

La manipolazione del fluido e la deposizione di gocce che sono al centro della tecnologia Multi Jet Fusion di HP si adattano bene alle applicazioni della scienza della vita, ha aggiunto Benning.
“A livello di laboratorio, abbiamo stampato cellule vitali e ci sono alcuni obiettivi interessanti su cui lavorare a lungo termine.”
Stampare fegati o reni non è nell’immediato futuro, ma “cose ​​più semplici come cartilagine e sezioni della vescica sono state stampate e trapiantate con successo negli animali “, ha osservato Benning.
La stampa degli organi funzionali è ancora lontana dal raggiungimento della sua realizzazione, anche se alcune realizzazioni stanno portando avanti la tecnologia, ha aggiunto.
Le applicazioni di stampa 3D più rilevanti oggi, secondo Benning, comprendono materiali biocompatibili per applicazioni impiantabili, apparecchi acustici e dispositivi specifici per il paziente.

Il meraviglioso mondo del colore

Le parti cromatiche funzionali che diventano mainstream sono uno dei più comuni progressi della stampa 3D che vedremo a breve termine, ha dichiarato Benning.
“È utile per l’estetica ma, cosa più importante, consente di inserire istruzioni di montaggio o indicatori di usura su una parte.
È facile immaginare di inserire simboli UPC o numeri seriali digitali su ogni singola parte. La capacità di tracciare la produzione dalle materie prime fino alla fine della vita è un vantaggio significativo in un mondo ricco di dati “, ha affermato Benning.

Sta inoltre tenendo d’occhio le principali tecnologie di stampa 3D.
“Come industria, abbiamo un set davvero impressionante in questo momento: Multi Jet Fusion, sinterizzazione laser selettiva, stereo-litografia e l’ascesa della produzione di additivi per jet binder come il Metal Jet di HP”, ha affermato Benning.
Per quanto riguarda il secondo metodo, la spinta alla produttività che conferisce guiderà la crescita nel portare sul mercato parti in metallo stampate in 3D, ha affermato Benning.

Mentre la produzione additiva si trova su una solida traiettoria di crescita nello spazio di produzione, continua a dover lottare con alcune sfide, tra cui l’ampiezza dei materiali compatibili, la coerenza e funzionalità dei pezzi finiti e l’integrazione della tecnologia nell’ambiente di produzione scritto in maiuscolo.

“Stiamo facendo un buon lavoro sui fattori di costo: esecuzioni da migliaia a decine di migliaia di parti, o più, sono economicamente avvantaggiati con Multi Jet Fusion in questo momento”, ha affermato Benning.
Con l’entrata in vigore di Industry 4.0 e della produzione digitale, “i sistemi di dati e l’automazione renderanno la tecnologia di stampa 3D di base una parte molto più produttiva e preziosa dell’ecosistema produttivo”, ha aggiunto.

Per quanto riguarda i materiali, è vero che stiamo valutando quantità molto diverse: centinaia invece delle decine di migliaia disponibili per lo stampaggio a iniezione, ha riconosciuto Benning.
“Ma quanto sono diverse queste decine di migliaia di materie plastiche l’una dall’altra?” Chiede.
“Puoi ottenere lo stesso risultato con un materiale di stampa 3D?
Ad esempio, prendete un materiale con un pigmento aggiunto per lo stampaggio ad iniezione. HP ha una stampante 3D a colori che ti permette di scegliere il colore al volo. Non è necessario aggiungere un altro materiale.
Un vantaggio della stampa 3D è che potresti non aver bisogno di tutti questi materiali per raggiungere il tuo obiettivo “, ha affermato Benning.
Tuttavia, “abbiamo davanti a noi un lavoro interessante per portare più materiali nello spazio di stampa 3D”, ha aggiunto.