Una svolta nella produzione additiva: una guida pratica per ridimensionare e superare le sfide chiave
Per più di un decennio, i leader della produzione hanno assistito a cicli di clamore associati alla produzione additiva (AM). Sebbene non tutte le previsioni e le previsioni siano diventate realtà, l’industrializzazione di AM ha attraversato ondate diverse, eppure gestisce ancora un tasso di crescita medio annuo del 20%.
Questo white paper mette in evidenza quattro migliori pratiche e tre casi di studio del mondo reale per mostrare i percorsi per superare le attuali sfide prevalenti dell’AM.
L’obiettivo è aiutare i dirigenti del settore a comprendere meglio come possono sfruttare AM per realizzare sistemi di produzione più resilienti, inclusivi, flessibili e sostenibili, creando e fornendo valore per le aziende, la società e l’ambiente, e per incubare nuove collaborazioni e partnership tramite mobilitare la comunità manifatturiera globale.
Lo potete scaricare a questo indirizzo https://www3.weforum.org/docs/WEF_Additive_Manufacturing_Breakthrough_2022.pdf
Un nuovo white paper gratuito del World Economic Forum (WEF) prevede la produzione di massa diffusa di parti industriali stampate in 3D nel prossimo decennio ed evidenzia la relazione tra la pandemia di coronavirus e l’uso accresciuto delle tecnologie di produzione additiva (AM) . Rivolta ai dirigenti del settore senior nelle aziende manifatturiere, la ricerca intitolata ” An Additive Manufacturing Breakthrough: A How-to Guide for Scaling and Overcoming Key Challenges ” offre una comprensione realistica di ciò che l’AM può offrire oggi e perché alcuni stanno raggiungendo tale potenziale mentre altri no .
Sviluppato in collaborazione con l’ ETH di Zurigo e tre istituti di ricerca Fraunhofer ( IGCV , IPT e IAPT ), questo white paper mette in evidenza quattro migliori pratiche e tre casi di studio del mondo reale per mostrare i percorsi per superare le principali sfide attuali dell’AM. Tracciare il percorso per “la vera storia di AM” significava che il WEF ha contattato i leader manifatturieri di diversi settori per definire ciò che descrive come una nuova “narrativa basata sul ritorno sull’investimento (ROI) dell’industrializzazione di AM”. Gli intervistati includevano esperti AM di aziende rinomate come Stratasys , Nano Dimension , Spectroplast , HP ,Carbon3D e EOS .
Il nuovo white paper del World Economic Forum su AM. Immagine per gentile concessione del World Economic Forum.
Il WEF suggerisce che le migliori pratiche per l’adozione di AM sono:
Implementare nelle iterazioni
Si consiglia alle aziende di avviare il processo di adozione dell’AM con applicazioni di complessità minima. Una volta completati, possono passare ad applicazioni più avanzate, aumentando gradualmente la loro competenza AM e il livello di adozione.
Tira, non spingere
Il WEF raccomanda di aumentare le probabilità di successo dell’attuazione; le aziende dovrebbero creare applicazioni AM in base alle sue esigenze. Questa strategia market-pull contrasta con un approccio technology-push, in cui le organizzazioni tentano di mostrare le capacità tecnologiche di AM in dimostratori eccessivamente complessi senza servire o solo un valore aziendale limitato. “Il grande ostacolo nella tecnologia AM non è più la fattibilità tecnica, ma il rapporto costi-benefici e la ricerca di un modello di business adeguato”, afferma il white paper.
Collaborare per completare
Uno dei maggiori acceleratori di adozione di AM sono le collaborazioni che possono aiutare un’azienda a colmare le lacune nelle competenze o la mancanza di competenze e conoscenze di esperti. Infatti, in tutto il documento, il WEF sottolinea che le partnership dovrebbero essere rafforzate per ridurre i costi lungo l’intera catena di processo. In effetti, uno degli obiettivi del documento è aiutare i dirigenti senior del settore a incubare nuove collaborazioni e partnership mobilitando la comunità manifatturiera globale.
Strategia e supporto
Il WEF incoraggia le aziende a creare una strategia AM sin dall’inizio e ad allineare progetti di implementazione specifici con questa tabella di marcia, sostenendo nel contempo il successo dell’implementazione.
Per arrivare a quel punto, tuttavia, gli autori del documento hanno esaminato tre casi specifici che rivelano come superare le sfide AM. Gli esempi scelti rivelano che gli attuali fattori chiave di opportunità possono essere trovati all’interno della catena dei processi digitali, nei nuovi materiali AM, nelle catene di approvvigionamento certificate e nell’applicazione di nuovi modelli di business. Per mostrare come sfruttare il filo digitale per migliorare le applicazioni AM, il WEF ha scelto una piattaforma di progettazione automatizzata per ortesi stampate in 3D sviluppata dallo sviluppatore di software di stampa 3D Trinckle e dall’azienda sanitaria Aqtor!
Ortesi AM progettata automaticamente da Trinckle e Aqtor! Immagine per gentile concessione di Aqtor! Trillo.
Un altro ottimo esempio mostrato nel documento è un nuovo materiale sviluppato da Johnson & Johnson per applicazioni altamente innovative. La miscela di materiale bioriassorbibile a base di policaprolattone (PCL) crea impianti specifici per il paziente attraverso la sinterizzazione laser selettiva (SLS). Con oltre 90 impianti installati con successo, questo caso di studio sottolinea il potenziale dei nuovi materiali AM e come possono fornire applicazioni AM estremamente avanzate con maggiore funzionalità e migliore disponibilità a un costo competitivo.
Infine, il documento del WEF evidenzia un caso di studio tra la più grande compagnia ferroviaria dell’Europa centrale, la Deutsche Bahn (DB), e la società di servizi internazionale TÜV SÜD . Il duo ha collaborato per sviluppare uno schema di certificazione per i fornitori di pezzi di ricambio AM e componenti per uso finale per la manutenzione di veicoli passeggeri e merci, garantendo la disponibilità costante dei pezzi di ricambio. Ad oggi, in DB sono stati prodotti oltre 25.000 pezzi di ricambio e componenti in metallo e plastica per uso finale.
Supporto motore prodotto come pezzo di ricambio con AM. Immagine per gentile concessione di Deutsche Bahn.
Con l’obiettivo di aiutare le aziende a superare qualsiasi ostacolo lungo la catena del valore AM, i casi di studio e i suggerimenti offerti dagli autori del documento rivelano che gli attuali fattori chiave di opportunità possono essere trovati all’interno della catena dei processi digitali, nei nuovi materiali AM, nelle catene di approvvigionamento certificate, e l’applicazione di nuovi modelli di business.
Inoltre, viene discussa la futura industrializzazione dell’AM in relazione a potenziali scenari di produzione, fattori chiave e soluzioni. Un’analisi complessiva dimostra che un passo congiunto verso l’industrializzazione della catena di processo AM è necessario per promuovere una crescita sostenuta e sostenibile del settore. Il rapporto mette inoltre in evidenza sette temi generali in un invito all’azione, affrontando dichiarazioni dettagliate per le parti interessate nell’ecosistema AM per facilitare questo processo.
Sebbene il documento sia ottimista su ciò che le aziende possono fare per aumentare l’adozione di AM, gli esperti sottolineano che oggi e nel prossimo futuro i costi di produzione delle parti AM rappresentano un ostacolo principale.
“Questo non si riferisce solo ai costi delle macchine e dei materiali, ma la mancanza percepita di robustezza e qualità ha anche un impatto significativo sui costi. Entrambi i fattori portano a costi di garanzia della qualità elevati dopo il processo AM. Geometrie complesse di parti AM, lotti di piccole dimensioni e altre particolarità di AM rendono difficile la post-elaborazione e l’automazione della produzione. Di conseguenza, la post-elaborazione rappresenta una quota significativa dei costi complessivi delle parti”, afferma il documento.
Parlare con così tanti esperti del settore per creare un documento come questo è fondamentale per il suo contenuto e perché il WEF è una delle organizzazioni internazionali indipendenti più rispettate con portata mondiale. Da quando AM è stata evidenziata come una delle 10 tecnologie emergenti del WEF dal Meta-Council on Emerging Technologies dell’organizzazione nel 2015, è stata in prima linea nella sua agenda e in altri processi di produzione avanzati dirompenti. Questo white paper è un ottimo nuovo punto di partenza per la prossima generazione di tecnologie AM in un contesto globale alterato dalla pandemia di Covid-19. Questa nuova normalità, in cui il futuro della produzione si sta allontanando dai processi tradizionali, ha reso AM un metodo unico che aiuterà a creare catene di approvvigionamento più resilienti e flessibili.
