Il futuro della stampa 3D: uno sguardo alla prossima generazione
Analogamente al modo in cui il World Wide Web ha democratizzato notizie, istruzione e intrattenimento, la stampa 3D ha un enorme potenziale per democratizzare la produzione di determinati beni.
IL FUTURO DELLA STAMPA 3D
non è quello che pensi
“4D printing”, una vistosa innovazione di stampa 3D. Fonte: New Atlas
Probabilmente hai letto il titolo e ti aspettavi una lista di novità sulle tecnologie di stampa tridimensionali del futuro: una lista che senza dubbio fa riferimento agli organi stampati in 3D, all’aumento umano e alle case a grandezza naturale schizzate da un ugello.
Ma questo articolo non è quello che inizialmente ti aspetteresti. Qui, miriamo a esplorare l’impatto di livello superiore dei progressi della stampa 3D in relazione alla distribuzione della potenza di produzione, piuttosto che alle innovazioni a livello micro. La verità è che l’aspetto più importante della stampa 3D in futuro non è un processo o una tecnologia specifici, è la democratizzazione .
Innanzitutto, alcuni contesti
Quello che molti non capiscono è che la stampa 3D esiste dal tardo 20 ° secolo, con Charles Hull “Chuck” inventare stereolitografia nel 1984. Eppure, quasi nessuno sapeva su di esso per anni, perché la tecnologia aveva le imposte dietro brevetti. Quando questi brevetti sono scaduti, la tecnologia di stampa 3D è diventata accessibile a più persone e la comunità di stampa 3D dei consumatori è nata. Aiutarlo a diffondere le ali fu un’altra umile innovazione chiamata Internet.
Sebbene alcune forme di stampa 3D rimangano saldamente nel mondo della produzione professionale, molte di esse sono diventate accessibili al consumatore medio. Per esempio, SLA ha ancora una presenza nella produzione pro-grade – brevettato Carbon3D CLIP tecnologia, per esempio, è un derivato del SLA -ma è anche fatto la sua strada in macchine di consumo come la Formlabs Modulo 2 .
Cosa mostra questo spettacolo? Come ogni tecnologia, la stampa 3D viene adottata da sempre più persone nel tempo. Ha già iniziato il classico ” ciclo di vita delle adozioni ” e ora sta entrando nella fase “early adopters” con la stampa 3D dei consumatori.
Democratizzazione, decodificato
Man mano che sempre più persone hanno accesso alla tecnologia, sempre più persone hanno il potere di influenzare la stampa 3D nel suo complesso. Non guardare oltre il movimento RepRap: una persona ha ottenuto l’accesso e ha deciso di creare una stampante stampabile, che ha rapidamente diffuso l’accesso a migliaia di persone . Ora, chiunque può acquistare una stampante 3D da Amazon, un cambiamento notevole per l’industria, nel suo complesso.
Questa è la democratizzazione al lavoro, già.
IL FUTURO DELLA STAMPA 3D
Perché dovresti aver cura
Lo sviluppo della stampa 3D è notevolmente simile allo sviluppo di Internet, specialmente in termini di impatto. Alla fine degli anni ’90, la gente pensava che Internet fosse una moda passeggera, un esperimento per nerd che non avrebbe cambiato nulla. Flash forward to 2019, e poche persone contestano la grandezza del cambiamento che Internet ha prodotto sull’umanità.
Internet ha democratizzato le informazioni. Ora, chiunque può avviare il proprio “programma TV” su YouTube o un’azienda su Shopify. Ancora più importante, chiunque può trovare la risposta a (quasi) qualsiasi cosa in cinque secondi grazie ai moderni motori di ricerca.
Certamente, c’è una limitazione a questa democrazia (quando è stata l’ultima volta che hai diretto un blockbuster?) Ma il punto è che la barriera di accesso è stata quasi completamente distrutta. In precedenza, se si desidera distribuire un programma TV, è necessario firmare un accordo con una rete, che detiene le chiavi per la distribuzione. Ora puoi prendere in mano il tuo smartphone e presentare in anteprima le tue serie sui gatti esotici su YouTube, trenta minuti dopo l’inizio delle riprese.
“L’effetto Internet” con la stampa 3D
Lo stesso effetto si applicherà alla stampa 3D in futuro: il potere di fare sarà democratizzato. Più persone saranno in grado di fare più cose. Proprio come Internet, ci saranno dei limiti – poche persone saranno in grado di stampare aerei passeggeri a grandezza naturale dal loro garage – ma ci sono montagne di cambiamenti che aspettano solo di essere esplorati.
IL FUTURO DELLA
democratizzazione della
STAMPA 3D
: creazione, non sostituzione
Il più grande impatto della democratizzazione della produzione risiede nelle nuove cose che creerà, non in quello che sostituirà. Alcune forme di produzione non andranno via presto, come lo stampaggio a iniezione, che è eccellente per lotti di pezzi grandi e uniformi.
Per illustrare l’idea del nuovo e del vecchio insieme, prendiamo un’altra pagina dal libro di Internet. La radio esiste da decenni, ma negli ultimi anni, una nuova forma di ascolto costruita sul retro di Internet è diventata mainstream: i podcast.
In precedenza, dovevi tirare le corde ad una stazione radio per condividere la tua voce con le masse. Ora, iniziare il tuo show è semplice (in teoria) come scaricare un’app e registrare il tuo primo episodio.
Ciò non significa che la radio sia scomparsa. Ora, i podcast esistono semplicemente come una versione diversa del concetto di radio, una forma che è più distribuita con minori barriere d’ingresso.
Allo stesso modo, la democratizzazione della stampa 3D non eliminerà la produzione tradizionale con tecnologie brevettate. Invece, creerà nuove opportunità per l’innovazione. In altre parole, ciò che è eccitante sono le opportunità che la produzione distribuita creerà, e alcune tendenze attuali indicano già possibilità entro i prossimi decenni.
IL FUTURO DELLA STAMPA 3D
Tendenze da guardare
Infine, è il momento per la parte più accattivante dell’articolo. Di seguito, consideriamo alcuni dei modi in cui la democratizzazione della produzione potrebbe interessare diverse industrie. Naturalmente, gli sviluppi esistenti sono inclusi e utilizzati per prevedere le possibilità tangibili nel prossimo futuro.
Ecco i settori su cui ci concentreremo:
Arte e Moda
Medicina
Architettura e costruzione
Automotive e aerospaziale
La stampa 3D è stata inizialmente inventata per migliorare la produzione e, in quanto tale, i casi d’uso sono stati fortemente utilitaristici. Una volta che la tecnologia si è diffusa a persone con programmi meno concreti, tuttavia, gli artisti hanno visto un nuovo mezzo per esercitarsi nel proprio mestiere. Ora, le persone hanno creato incredibili opere d’arte con la tecnologia.
Poiché i processi di stampa 3D accessibili ai consumatori diventano più capaci, si può solo immaginare il tipo di materiale illustrativo che verrà prodotto.
Nuove forme di espressione artistica emergeranno ovunque quando una tecnologia di stampa 3D sempre migliore sarà nelle mani di sempre più persone.
Il mondo in espansione della moda
I progettisti stanno già sperimentando la stampa 3D nel processo di progettazione , sia che si tratti di stampare direttamente su tessuto, di aggiungere elementi stampati a pezzi o di incorporare materiali flessibili per eliminare le cuciture.
Ma la possibilità di una personalizzazione avanzata nella moda è altrettanto eccitante. Le suole personalizzate nelle calzature sono un ottimo esempio.
Per quanto riguarda il settore della moda, non dobbiamo strizzare l’occhio per vedere che una migliore stampa 3D sta diventando comune e la stampa 3D comune sta migliorando.
Stampa 3D nella moda di lusso.
Il prototipo è il futuro
Per la maggior parte di noi, il caso di uso della stampa 3D più familiare sarà probabilmente uno dei più significativi nel mondo del design: iterando attraverso un concetto di design. È molto probabile che molti emisferi del design, inclusi studi di progettazione del prodotto, negozi di mobili e negozi di metalli, faranno presto uso della stampa 3D in alcune parti del loro flusso di lavoro, specialmente se la tecnologia diventa più orientata all’utente e accessibile.
Non è un problema pensare che una macchina in grado di produrre prototipi accurati molto rapidamente sarà utilizzata per offrire circuiti di feedback più stretti tra progettisti e clienti in tutti i tipi di industrie incentrate sul design.
Case study
DEL FUTURO DELLA STAMPA 3D
: medicina
Le applicazioni in medicina sono lontane e molte. Corrono la gamma da “sogno lontano” a “quasi realtà”.
Bioprinting
Naturalmente, quando i medici scoprono una tecnologia in grado di produrre forme organiche personalizzate con un certo grado di precisione, decidono di fabbricare alcuni organi umani. È naturale.
Attualmente, il bioprinting è usato per fabbricare tessuti umani relativamente semplici, come la cartilagine o la pelle, e soprattutto per scopi di ricerca. Nel prossimo futuro, tuttavia, saranno probabilmente possibili strutture più complesse .
Detto questo, la bioprinting si imbatterà probabilmente in molti ostacoli etici nei prossimi anni, quindi non diventerà un luogo comune per un po ‘. Inoltre, la tecnologia ha un modo per recuperare prima che sia in grado di produrre tessuti che faranno parte di un essere umano vivente. Nei laboratori di ricerca, tuttavia, ci si aspetta che la biostampa sia un luogo comune per la produzione di campioni di prova standardizzati.
protesi
Molti professionisti utilizzano già questa tecnologia per produrre parti durevoli e personalizzate e le protesi sono un ottimo esempio di tale applicazione. Non solo la produzione è veloce, ma i progetti possono anche essere facilmente condivisi e ottimizzati per fornire il miglior valore ai pazienti.
Le protesi stampate in 3D sono già piuttosto comuni, con progetti come e-NABLE che guadagnano la trazione in tutto il mondo. Nei prossimi anni, prevedi di vedere le protesi personalizzate in casi d’uso più professionali, come le Paralimpiadi.
farmaci
Recentemente, gli scienziati hanno progettato e distribuito piattaforme compatte in grado di produrre un singolo tipo di farmaco, che creerebbe uno scenario di produzione distribuito. Tecnicamente, in questo caso, le droghe stesse non sarebbero stampate in 3D, di per sé. Ciò di cui stiamo parlando qui sono “vasi di reazione chimica stampati in 3D”, che sono responsabili della produzione dei farmaci. Questo tipo di apparato è chiamato “strumento di reazione ” da alcuni ricercatori.
Il vantaggio di una tale configurazione è duplice:
Protezione contro la contraffazione: quando i prodotti di reazione producono farmaci legittimi che sono ampiamente distribuiti, i farmaci genuini diventano più facili da produrre. Di conseguenza, i produttori di farmaci contraffatti, che sostituiscono elementi attivi in medicina con sostanze inerti o pericolose per realizzare profitti, troveranno più difficile approfittare delle carenze dell’offerta. C’è anche un controllo tecnologico in atto con l’approccio di reazione: ogni rig può produrre solo il farmaco per il quale è stato progettato, quindi non può essere utilizzato in modo improprio.
Risparmio sui costi: le droghe che vengono utilizzate meno spesso regolarmente subiscono scarsità di forniture. Gli attuali metodi della medicina di produzione di massa non hanno incentivi economici per produrre piccoli lotti di farmaci su richiesta. Reactionware affronterà questo problema perché l’apparato per produrre il farmaco on-demand sarà distribuito più ampiamente, consentendo a più persone e ospedali di produrre medicine come lo richiedono.
Questo approccio alla medicina della stampa 3D, tuttavia, potrebbe dover affrontare alcuni ostacoli normativi, poiché la FDA è coinvolta e la produzione di droghe per il consumo umano è un caso di utilizzo molto impegnativo. Inoltre, l’attrezzatura necessaria per produrre reagenti deve rispettare un elevato standard di accuratezza e coerenza, che limita l’accessibilità.
Più farmaci
Il primo farmaco al mondo stampato in 3D, approvato dalla FDA. Fonte: Computerworld
Certo, non possiamo davvero discutere di droghe stampate in 3D senza parlare di farmaci che sono in realtà stampati in 3D , perché anche su questo fronte ci sono progressi. Il nocciolo della questione è che i ricercatori stanno attualmente cercando di fabbricare medicinali consumabili utilizzando una serie di tecnologie come SLA, SLS e stampa a getto d’inchiostro.
Ancora una volta, la personalizzazione è il principale vantaggio che viene fornito con la medicina di stampa 3D. Ciò potrebbe includere l’integrazione di più farmaci specifici per il paziente in un’unica forma e la regolazione delle percentuali in cui i diversi farmaci si dissolvono.
Il panorama dei farmaci stampati in 3D a partire dal 2019, tuttavia, è composto principalmente da istituti di ricerca e start-up. Possiamo ragionevolmente prevedere che ci vorrà ancora un po ‘di tempo per la stampa 3D per rivoluzionare questo settore rispetto ad altri. Ciononostante, ci aspettiamo molte scoperte di proof-of-concept e un graduale avvicinamento delle autorità di regolamentazione entro i prossimi dieci anni.
IL FUTURO DELLA STAMPA 3D
Case study: Architecture and Construction
I principali vantaggi della stampa 3D in questo campo sono fasi di modellazione potenziate e progetti più economici.
Modelli sofisticati
Gli architetti producono periodicamente modelli in scala per comunicare le loro visioni a colleghi e clienti e la stampa 3D è una tecnologia fondamentale per questo caso d’uso. Non c’è dubbio che, poiché la tecnologia diventa più economica e più comune, i benefici che la stampa 3D porterà al processo di modellazione architettonica non faranno che aumentare.
Sviluppo rapido ed efficiente
Intere case, vivibili e di dimensioni umane, vengono già stampate in 3D. Qui, la tecnologia chiave è la stampa 3D concreta , un processo in cui grossi ugelli spruzzano il tuo futuro bungalow da 2 camere da letto, strato per strato. È così meraviglioso, devi quasi vederlo da solo per crederci. E per aiutarti a visualizzare quanto la stampa 3D distruggerà la costruzione, abbiamo compilato un elenco di alcuni edifici stampati in 3D .
Anche il vantaggio di questa nuova tecnologia di costruzione nelle regioni in via di sviluppo del mondo non può essere sottovalutato. Le case che sono veloci e relativamente facili da “fabbricare” in loco sono immensamente utili per gli interventi di soccorso di emergenza e per le temporanee richieste di alloggi in tempi di crisi. Alcune aziende stanno investendo molto nell’esplorazione di questa particolare applicazione della stampa 3D, con vari gradi di successo.
Disegni complessi da ordinare
Esistono già molte affascinanti case stampate in 3D . La maggior parte delle loro strutture, ad eccezione delle finestre e degli infissi più piccoli, naturalmente, sono stati spruzzati da un ugello in forma semi-liquida.
Nei prossimi due decenni, si aspettano che gli architetti continuino a sperimentare questo nuovo metodo di costruzione man mano che la tecnologia diventa più diffusa. Fai attenzione alle linee di livello nelle pareti del tuo prossimo AirBnB …
IL FUTURO DELLA STAMPA 3D
Case study: Automotive e Aerospace
L’industria automobilistica non è quella che dorme con le nuove tecnologie. La stampa 3D è già ampiamente utilizzata nel settore.
Abbiamo riassunto gli sviluppi più interessanti in un altro articolo, ma in breve è che la stampa 3D viene utilizzata pesantemente nella fase di progettazione (prototipazione, sviluppo del prodotto), assemblaggio (maschere stampate per assemblaggio manuale) e persino componenti dell’utente finale ( pastiglie dei freni, staffe, ruote). Le specifiche tecnologie di stampa 3D utilizzate includono la stampa 3D in metallo e persino FDM per maschere meno mission-critical.
La produzione di parti funzionali con una forza decente è già possibile oggi con le stampanti 3D, quindi possiamo solo immaginare la gamma di catene di fornitura su richiesta che verrà stabilita in futuro. Tieni d’occhio le auto personalizzabili!
L’ultima frontiera
La Stazione Spaziale Internazionale orbita attorno alla Terra, ospita pochi astronauti umani, innumerevoli esperimenti e una stampante 3D . La macchina appositamente realizzata produce strumenti che sarebbero costosi e rischiosi da trasportare dalla Terra. Altri sviluppi attuali , tuttavia, indicano ancora più valore che la stampa 3D può aggiungere all’esplorazione dello spazio.
Per quanto riguarda le professioni sul pianeta, la stampa 3D ha trovato la sua strada in alcuni negozi di metallo che la utilizzano per la fusione di prototipi di piccoli lotti prima di investire in strumenti tradizionali per produrre i componenti finali richiesti dai clienti.
Ma forse il caso d’uso più ambizioso della stampa 3D nell’aerospaziale sono i motori a razzo. La startup aerospaziale Relativity Space è in procinto di testare un motore a razzo 3D stampato con alluminio , come abbiamo notato in un precedente articolo. Questa applicazione renderebbe la costruzione di razzi e le operazioni più economiche, il che ci aiuta tutti perché il costo rappresenta attualmente un’alta barriera di accesso per quell’industria.
IL FUTURO DELLA STAMPA 3D
The Big, Fat Caveats
Un modello di motore funzionale, quasi interamente stampato in 3D. Possibile, ma solo con il talento giusto …
Un modello di motore funzionale, quasi interamente stampato in 3D. Possibile, ma solo con il giusto talento … Fonte: Sia Magazine
Dopo aver visto alcuni settori che traggono beneficio dalla diffusione della stampa 3D, torniamo alla discussione sulla democratizzazione.
Il soffitto di possibilità
Un avvertimento importante a questa ipotesi di democratizzazione: anche se il potere di fare più cose finirà nelle mani di più persone, questo non significa che sarete in grado di stampare il vostro barboncino domestico da un pacchetto di gelatina che otterrete dalla drogheria memorizzare.
Per costruire la nostra analogia con Internet, proprio come hai bisogno di una connessione internet e di una larghezza di banda decente per riprodurre un film, ci sono dei limiti a ciò che sarà in grado di fare la stampa 3D nei prossimi anni. Non aspettatevi che la fabbricazione di organismi viventi, sia per gli animali domestici che per gli umani, sia possibile in qualunque momento presto.
Regolamento
Certo, qualcuno ti fermerà se stai tentando di stampare armi 3D , proprio come hanno fatto in passato. Il potere di rendere le cose sarà distribuito, ma tieni presente che la libertà di fare certi oggetti sarà ancora limitata.
Talento
Infine, c’è la barriera del talento; solo perché si acquista una macchina in grado di produrre calzature di design, non significa che produrrà effettivamente calzature di design. Dopotutto, deve essere progettato da qualcuno con il talento giusto.
Nonostante ciò, una cosa è certa: la produzione di molti beni, prima impossibili su scala personale, sarà resa possibile.
IL FUTURO DELLA STAMPA 3D È
una questione di tempo
Come molte cose, sta arrivando la democratizzazione di massa della stampa 3D, è solo questione di tempo. Il processo è già iniziato, con gli appassionati e gli early adopter che già si dilettano nel crescente settore della stampa 3D dei consumatori.
I Pokémon e i portamatite geometrici che scarichiamo da Thingiverse sono solo l’inizio. Poiché la stampa 3D diventerà più distribuita e potente, sorgeranno nuove opportunità di innovazione.