Le possibilità che offrono le stampanti 3D nella produzione personalizzata e nella prototipizzazione sono incredibilmente estese, tanto da rendere difficile – se non impossibile – l’individuazione di un perimetro definito sul loro impiego. Gli usi, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, sono variegati e toccano diversi ambiti: domestico con il fai-da-te, industriale, medico, edilizio.
Esistono addirittura modelli già in commercio dedicati al settore alimentare che permettono la manipolazione del cibo e la creazione di piatti unici.
L’evoluzione degli strumenti tecnologici e l’introduzione dell’intelligenza artificiale, che ad esempio abbatte il limite della progettazione tridimensionale per i non addetti ai lavori, svincola la stampa 3D da qualsiasi ostacolo nel suo utilizzo. È dunque lecito, e sempre più frequente, domandarsi: cosa non si potrà fare tra qualche anno?
Il funzionamento delle stampanti 3D
La stampante 3D è una macchina che riesce a creare oggetti reali, tridimensionali, da un’idea che nasce nella testa e prende forma nel formato digitale. Rispetto alle classiche stampanti da ufficio, che lavorano con carta e inchiostro, quelle 3D depositano materiale fisico, come ad esempio plastica, resina o metallo.
La stampa 3D avviene con la posa di uno strato dopo l’altro, fino alla formazione dell’oggetto completo.
Tale processo prende il nome di fabbricazione additiva (o additive manufacturing) perché prevede l’aggiunta di materiale. In pratica, è l’opposto delle operazioni di fresatura e tornitura, che sottraggono materiale da un blocco iniziale.
Complessivamente le fasi principali del processo di stampa 3D sono quattro:
- Progettazione del modello 3D con appositi programmi, ovvero la creazione di un file digitale dell’oggetto da stampare, contenente la sua geometria tridimensionale.
- “Slicing”, considerato il passaggio di traduzione per la stampante. Il file digitale realizzato viene elaborato da un software denominato slicer (ne esistono diversi) che suddivide il modello in strati orizzontali in numero ragguardevole (centinaia se non migliaia). Gli strati sono, praticamente, i livelli di materiale che la stampante depositerà sul piatto di stampa per formare l’oggetto desiderato. Lo slicer genera anche una serie di istruzioni in linguaggio macchina (G-code): si tratta dei comandi che indicano alla stampante come muoversi, la velocità da mantenere, quanto materiale consumare.
- Da questo momento in poi si entra nel vivo del funzionamento della stampante 3D che varia a seconda della tipologia, del materiale impiegato e della tecnologia utilizzata.
- Rimozione dei supporti e dei materiali in eccesso, verniciatura e trattamenti vari.
La stampante 3D e i suoi molteplici usi
Quello che nel recente passato era considerato uno strumento di nicchia, per pochi appassionati, oggi si è ritagliato un posto nell’élite delle tecnologie chiave dell’innovazione moderna. Negli ultimi anni si è constatata una diffusione di stampanti 3D che ha riguardato molteplici campi:
- Fai-da-te. Gli hobbisti e i maker si sbizzarriscono a produrre pezzi per uso domestico, si pensi ad esempio a ricambi come ganci e manopole, portachiavi, miniature, supporti per smartphone.
- Industria. Le aziende, in poco tempo, hanno la possibilità di realizzare prototipi funzionali o stampare componenti meccanici metallici. Senza tralasciare il fatto che la produzione diviene on-demand, cioè solo quando se ne avverte l’esigenza.
- Medicina. Si producono protesi e ortesi personalizzate, impianti chirurgici e addirittura si stampano tessuti biologici con cellule vive (bioprinting), come pelle, ossa e organi che vengono usati per la ricerca e test chirurgici.
- Edilizia. Esistono stampanti edili, di grandi dimensioni, che possono edificare una parete, con prezzi minori rispetto a quelli di mercato e con un impatto ambientale più basso. Nel mondo, ci sono interi villaggi “stampati” in 3D.
- Moda. Gli stilisti e i designer creano abiti, scarpe e accessori con materiali flessibili e tessuti sintetici.
- Arte. Anche gli artisti si sono adeguati ai tempi e hanno abbracciato la tecnologia per dar vita a lampade, sculture e installazioni.
- Gioielleria. Gli avanzamenti tecnologici hanno permesso di produrre preziosi con micro-dettagli perfetti.
- Alimentare. Quella del cibo è sicuramente una tra le stampe più curiose, che per il momento interessa l’alta cucina. Con l’utilizzo di ingredienti, quali cioccolato, zucchero, pasta, verdure, si possono comporre piatti unici ed estremamente raffinati. Si deve immaginare il processo di composizione come una sac à poche che deposita i prodotti uno strato dopo l’altro. Il vantaggio è che la tecnologia può raggiungere un livello di definizione complesso e realizzare forme davvero uniche, di contro i tempi di preparazione sono lunghi e ciò impatta anche sui costi.
La stampa 3D sta dimostrando grande versatilità di applicazione. È allora normale intravedere nelle sue potenzialità un futuro a misura di stampanti e considerare tali apparecchiature pilastri della nuova rivoluzione industriale.
