La stampa 3D e l’evoluzione della supply chain: un’analisi sistemica delle trasformazioni in atto

L’impatto della produzione additiva, o stampa 3D, si estende ben oltre l’ambito manifatturiero. Sta infatti modificando i meccanismi di funzionamento della supply chain, ridefinendo modalità di approvvigionamento, logiche di distribuzione, strategie di inventario e gestione dei resi. Un articolo scientifico pubblicato su Procedia Computer Science analizza in modo dettagliato come queste trasformazioni stiano avvenendo, mettendo a confronto quasi un decennio di studi sull’argomento.

L’indagine, condotta da Andrea Balloni, Laura Monferdini ed Eleonora Bottani del Dipartimento di Ingegneria per i Sistemi e le Tecnologie Industriali dell’Università di Parma, ha esaminato 157 pubblicazioni accademiche prodotte tra il 2014 e il 2023, costruendo una mappa dei cambiamenti indotti dalla stampa 3D all’interno della catena di fornitura.

Approccio metodologico e distribuzione geografica della ricerca

Per selezionare gli articoli oggetto dell’analisi, i ricercatori hanno fatto riferimento al database Scopus, filtrando i contenuti sulla base di parole chiave specifiche legate ai principali ambiti della supply chain. Il risultato è una panoramica scientifica che mette in luce come l’interesse verso la produzione additiva sia distribuito su scala globale.

In termini di produzione accademica, l’Europa si distingue per il numero di contributi (43% degli articoli analizzati), seguita dagli Stati Uniti (25%). Altri Paesi come India (7,5%) e Cina (6,5%) mostrano un coinvolgimento crescente. In Europa, Regno Unito e Germania hanno prodotto una quota significativa di lavori, mentre l’Italia si colloca in una posizione rilevante, con oltre il 5% dei contributi.

L’aumento dell’interesse accademico dopo il 2018

Un aspetto emerso chiaramente è la crescita del numero di studi a partire dal 2019. Questo incremento si collega a due fenomeni principali: da un lato l’adozione industriale della stampa 3D, dall’altro le tensioni e le interruzioni nelle catene di fornitura globali, che hanno spinto aziende e ricercatori a cercare soluzioni più resilienti.

Circa il 20% degli articoli presi in esame affronta simultaneamente più ambiti della supply chain, analizzando l’impatto sistemico della produzione additiva su approvvigionamento, produzione, stoccaggio, trasporto e recupero dei materiali. Non a caso, questi studi sono anche quelli che hanno ricevuto il maggior numero di citazioni, a testimonianza della loro rilevanza nel dibattito accademico.

Inventario: dalla produzione su scorta alla produzione su richiesta

Tra i cambiamenti più significativi individuati c’è la tendenza al superamento del modello “make-to-stock” a favore di una logica “make-to-order”. In altre parole, la stampa 3D consente di produrre beni soltanto al momento dell’effettivo bisogno, riducendo l’esigenza di mantenere grandi volumi di scorte. Questo approccio è particolarmente efficace nella gestione dei pezzi di ricambio, come dimostrato in alcuni studi che hanno rilevato una riduzione dei costi legati all’obsolescenza e una maggiore flessibilità in risposta alla domanda variabile.

Distribuzione e assemblaggio: nuove dinamiche logistiche

La stampa 3D consente di accorpare fasi produttive precedentemente separate. La possibilità di realizzare più componenti in un’unica fase di stampa riduce la necessità di trasporto intermedio e favorisce una produzione vicina al punto di utilizzo. Questo cambiamento modifica radicalmente il flusso della supply chain, passando da una logica centrata sui prodotti finiti a una che privilegia il movimento delle materie prime.

In scenari produttivi decentralizzati, la stampa 3D può ridurre le spedizioni internazionali e il numero di intermediari, contribuendo a semplificare la catena logistica.

Approvvigionamento: focus sui materiali più che sui componenti

Un’altra tendenza significativa riguarda il cambiamento nel tipo di beni acquistati. Le aziende che utilizzano la stampa 3D tendono sempre più ad approvvigionarsi di materie prime ad alte prestazioni – come polveri metalliche o polimeri ingegnerizzati – piuttosto che di componenti semilavorati.

Questo spostamento potrebbe accentuare la concentrazione del mercato verso pochi produttori di materiali specializzati, i cui standard qualitativi e compatibilità tecnologiche diventano fattori determinanti per l’efficienza della produzione additiva.

Decentramento della produzione: tra possibilità teoriche e limiti pratici

Sebbene in teoria la stampa 3D favorisca un modello produttivo diffuso, con piccoli impianti dislocati in più aree geografiche, gli autori dello studio sottolineano alcune barriere rilevanti. In particolare, le economie di scala ridotte, i tempi di produzione relativamente lunghi e il costo elevato delle materie prime ostacolano una diffusione su larga scala. Le realtà con strutture locali preesistenti, come centri di assistenza o manutenzione, risultano più adatte a sfruttare i vantaggi della decentralizzazione.

Logistica inversa e sostenibilità: potenzialità e ostacoli

La produzione additiva mostra una buona compatibilità con i principi dell’economia circolare, soprattutto per quanto riguarda il recupero e la trasformazione della plastica. Alcuni studi hanno analizzato sistemi locali per il riciclo dei materiali di scarto, trasformandoli in nuovi filamenti stampabili. Questo approccio consente di ridurre l’utilizzo di materie prime vergini e le emissioni legate al trasporto.

Nel caso dei metalli, però, la situazione è più complessa. La rigenerazione richiede processi industriali centralizzati e costosi, difficilmente replicabili su scala locale. Inoltre, la percezione dei clienti rispetto all’uso di materiali riciclati e la difficoltà di garantire prestazioni coerenti rappresentano ulteriori ostacoli all’adozione diffusa.

Limiti della letteratura e aree da approfondire

Lo studio mette in evidenza alcune lacune della letteratura esistente. Ad esempio, poche ricerche hanno esplorato l’impatto delle bioplastiche e dei materiali biodegradabili sulla supply chain in ottica AM. Inoltre, mancano studi dettagliati sulle implicazioni della produzione su richiesta sulle politiche di gestione delle scorte.

Un’altra area critica riguarda la proprietà intellettuale: l’adozione di modelli produttivi distribuiti apre questioni non ancora risolte sulla tutela dei progetti e sulla gestione dei diritti di produzione.

Metodi di ricerca: prevalenza dell’approccio qualitativo

Gran parte degli studi analizzati utilizza metodi qualitativi come analisi bibliografiche, casi studio e interviste. La modellazione quantitativa, pur presente in alcune ricerche, è ancora poco diffusa e spesso ostacolata dalla scarsità di dati affidabili e dall’eterogeneità delle tecnologie utilizzate.

Strumenti come il modello SCOR (Supply Chain Operations Reference) e i metodi decisionali multicriterio (MCDM) sono stati impiegati per simulare comportamenti e strategie decisionali, ma solo in un numero limitato di casi.

Conclusioni: potenzialità e vincoli della produzione additiva nelle catene di fornitura

Lo studio conclude che la produzione additiva ha una capacità concreta di trasformare il modo in cui le aziende progettano e gestiscono le loro catene di fornitura. Tuttavia, questa capacità è ancora frenata da fattori strutturali e tecnologici. Per arrivare a un’integrazione stabile e funzionale, sarà necessario sviluppare ulteriormente le infrastrutture, ottimizzare i costi, rafforzare le competenze sui materiali e rendere i modelli di dati più interoperabili.