Prototipazione rapida... l'inizio della rivoluzione

In questa pillola vogliamo parlarvi della prototipazione rapida o stampa 3D, una tecnologia che dal giorno della sua “invenzione” ad oggi ha letteralmente rivoluzionato il mondo della progettazione e della industrializzazione e nei prossimi anni avrà ricadute tangibili anche nel mondo dell’after market e della personalizzazione.

Un noto comico anni fa nei suoi spettacoli recitava più o meno: “Si fa il modello al computer, si prende una stampante 3D, polvere di metallo, raggio laser e il tuo pezzo è già pronto!” In realtà le cose sono un tantino più complesse, ma un fondo di verità in questa boutade in effetti c’è. Per costruire un oggetto al giorno d’oggi si seguono due strade: per esemplari singoli o piccolissime serie in gergo si dice che lo si fa “dal pieno” ovvero si parte da un solido regolare, di metallo, di plastica, di legno e poi si ottiene la forma desiderata per asportazione di materiale, un processo lento che richiede macchinari costosi ma con pochi investimenti per attrezzature dedicate. Quando invece si pensa alla produzione di serie si realizzano i cosiddetti stampi: ovvero dei negativi della forma che si vuole ottenere, poi per deformazione plastica o per colata (o processi intermedi) si arriva al semilavorato. Servono pesanti investimenti in attrezzature dedicate, che vengono ammortizzati sui grandi numeri di produzione di particolari dal costo unitario ridotto.

Alcuni esempi nel nostro settore per chiarire meglio. Immaginiamo una piastra di sterzo: su una moto da corsa viene fatta per asportazione di truciolo partendo da un blocco di alluminio di alta qualità, per una moto di produzione invece ci sarà uno stampo di fusione o di forgiatura e poi le lavorazioni meccaniche saranno ridotte al minimo (accoppiamento con gli steli forcella e cannotto di sterzo filetti delle viti di serraggio ecc). Altro esempio: una carena. Per un prototipo da corsa si realizza una forma in negativo su cui si stendono le pelli in vetroresina o fibra di carbonio, si lascia asciugare, si distacca il manufatto, lo si rifila e si operano le forature. Una moto di serie invece ha le carene in materiale plastico (ABS, polipropilene, Terblend, chi più ne ha più ne metta) che viene fuso e iniettato in stampi con finiture superficiali tirate a specchio che restituiscono il particolare finito, il processo dura pochi secondi, ma la realizzazione e la messa a punto richiede soldi e tempo.

Questo per fare capire che quando si deve realizzare uno stampo (di qualsiasi tipo si tratti) bisogna avere le idee chiare, una modifica in corso d’opera richiederà tanti soldi e potenzialmente ritardi nell’avvio di produzione, ecco quindi che la fase di progettazione deve essere a prova di bomba e richiede degli step di verifica intermedi, per non incorrere in costosi errori. Una volta si verificava la bontà del progetto realizzando modelli con tecnologie più o meno artigianali, ma adesso c’è la prototipazione rapida. Questi prototipi rapidi anni fa oltre ad essere costosi, erano delicatissimi e senza nessuna valenza funzionale, la finitura superficiale era molto grezza, le tolleranze dimensionali approssimate, servivano unicamente all’occhio esperto degli addetti ai lavori, che potevano “toccare con mano” il progetto, valutare le forme, la resa estetica, la capacità di accoppiarsi con altri particolari, insomma potevano decidere se dare il benestare al progetto e partire con gli investimenti. Niente di particolarmente interessante per l’utente finale. Ma la tecnologia avanza, e avanza ad un ritmo impressionante, adesso ci sono macchine per la prototipazione sempre più complesse, si sono evoluti i materiali ed i risultati che si possono ottenere lasciano veramente senza fiato.

Fatto salvo il concetto di base, ovvero una stampante molto simile ad una comune a getto di inchiostro che passata dopo passata deposita un sottilissimo strato di materiale che poi un raggio laser sinterizza, oggi un prototipo rapido può arrivare ad una consistenza pari a quella di un manufatto ottenuto da stampo e questo vale sia per oggetti in plastica che per oggetti metallici. Si perché la prototipazione è in grado di lavorare anche sulle polveri di metallo e si possono ottenere oggetti capaci di resistere ad altissime temperature e a forti sollecitazioni meccaniche, insomma funzionali al cento per cento. In F1 ad esempio ci sono addirittura particolari dei collettori del sistema turbocompressore realizzate in 3D printing con polveri di titanio sinterizzate, ma senza andare in campi così estremi basti pensare alla CRP un azienda emiliana che produce una gamma di moto elettriche (la “Energica”) con le carene realizzate in prototipazione rapida e a prezzi ormai abbordabili. Negli USA poi è stata presentata "Strati" un automobile basata su meccanica Renault Twizy con tutta la carrozzeria realizzata con la tecnologia Direct Digital Manufacturing (DDM).

Questo vuol dire che è solo questione di tempo prima che questa tecnologia diventi veramente disponibile per tutti, anche per i semplici appassionati di personalizzazione che potranno modificarsi profondamente i propri veicoli, con soluzioni uniche, fatte sui propri gusti. Forse un giorno invece di comprarci una carena da pista o le pedane regolabili acquisteremo solo un modello 3D che poi potremo modificarci sul nostro PC per poi inviarlo al nostro stampista 3D di fiducia per avere un prodotto veramente unico. Ancora una volta il futuro si annuncia ricco di sorprese!