Il mercato globale della stampa 3D nel 2020 è cresciuto del 14% rispetto all’anno precedente toccando i 16 miliardi di dollari e si stima una rapida crescita che vede addirittura il raggiungimento di 41 miliardi in soli 4 anni.  Questo mercato è sostanzialmente composto da 3 diverse sottocategorie:

1. le stampanti, ossia il macchinario che permette la stampa e che nel 2019 valeva 5,3 miliardi;
2. i materiali, ossia i filamenti, i granuli, le polveri e i fotopolimeri liquidi che cubavano 4,2 miliardi;
3. i servizi, tra cui i software di progettazione, che occupavano i restanti 3,8 miliardi del valore complessivo.

Si tratta di tre aspetti complementari perché chi acquista una stampante 3D deve necessariamente acquistare uno o più materiali per stampare e un software che possa dare l’input alla stampante. Ovviamente la differenza tra le sottocategorie è data dal prezzo e dalle relative quantità: le stampanti sono le più costose, mentre i materiali, seppur meno cari di un servizio, vengono sicuramente acquistati in maggiori quantità.

Ma la rilevanza di questa tecnologia non risiede soltanto nel suo valore economico attuale o stimato, ma piuttosto nei vari settori in cui può essere applicata e di come essa possa contribuire a portare valore in maniera sostenibile.

Alcuni settori di applicazione della stampa 3D

Con l’avanzare degli anni la stampa 3D è stata via via sempre più utilizzata per gli scopi più diversi ed attirando sia l’interesse del mondo dell’impresa che del contesto accademico: oggi sono molteplici le facoltà e i corsi che trattano questa tecnologia e sempre di più le aziende che richiedono persone con background specifico in tal senso.

Infatti, questa tecnologia viene utilizzata sia per la produzione di oggetti finiti che di parti che necessitano di essere assemblate ad altri componenti. Ad esempio la stampa 3D viene utilizzata nel settore dell’occhialeria per la produzione di varie parti di un occhiale, o nell’ortodonzia per la produzione di byte e apparecchi per i denti. In quest’ultimo caso in particolare, sempre più ortodontisti si stanno dotando di tutto il necessario per produrre apparecchi su misura direttamente nei loro studi e ci sono alcuni software, come quello di Planmeca, che in base a rilevazioni sulle arcate dentarie riesce a creare modelli di apparecchi basati sulla simulazione del trattamento medico per ciascun paziente. Per non parlare della protesica e della stampa 3D medicale, con la quale si “stampano” interi organi.

Esistono svariate applicazioni della tecnologia anche in ambito architettonico ed ingegneristico, ad esempio con la produzione di plastici e modelli di edifici ed infrastrutture, ma non solo. Un’azienda israeliana chiamata Kite Bricks ha brevettato una tipologia di mattoni che vengono stampati tridimensionalmente e non solo produrli costa la metà di un mattone tradizionale, ma sono anche più resistenti all’acqua e alle variazioni termiche.

Oltre a queste applicazioni, la stampa 3D può essere utilizzata per la produzione di gioielli, nell’automotive, nella meccanica, nell’elettronica di consumo, nella moda e in tanti altri settori diversi e per le attività più disparate.

Quali effetti sulla decarbonizzazione?

Le stampanti 3D (come tutto d’altronde) hanno una loro impronta carbonica: cioè durante il loro funzionamento emettono una certa quantità di anidride carbonica nell’aria, ma anche crearle e smaltirle comporta il dover rilasciare emissioni nell’atmosfera. Vari studi si sono interrogati su quanto sia sostenibile questa tecnologia e quali benefici possa portare in termini di decarbonizzazione.

In molti concordano sul fatto che questa tecnologia sia molto utile ad efficientare alcuni processi produttivi: ad esempio la stampa 3D ha un effetto positivo sull’ambiente, poiché aiuta a ridurre gli sprechi di materiale dal momento che l’output non necessita di essere rilavorato più volte e genera un abbattimento degli scarti di lavorazione: La stampa, essendo un processo “additivo” e non sottrattivo, infatti, permette di stampare la rappresentazione digitale di un oggetto aggiungendo di volta in volta materiale e non rimuovendolo. Questo si traduce in una minore impronta di carbonio rispetto ad un processo produttivo tradizionale perché, se andiamo a considerare l’intero ciclo di vita di un prodotto, le stampanti 3D generano meno rifiuti e quindi minori processi di smaltimento.

L’impiego di questa tecnologia permette inoltre di ottimizzare la supply chain perché, di fatto, consente di stampare oggetti in loco invece di spedirli da una parte all’altra del mondo. Non è un caso se tra i maggiori attori che in questi anni stanno depositando brevetti sulla stampa 3D si trovino proprio le società di trasporti. Ridurre la quantità di attività legate ai trasporti ha un impatto sul clima non sottovalutabile e quindi consente di “risparmiare” enormi quantità di emissioni di CO₂. Il poter stampare sul posto determinati oggetti/componenti rende, quindi, inutili alcuni dei passaggi all’interno della filiera logistica con dei risvolti notevoli in termini di risparmio energetico: è stato dimostrato che nelle costruzioni l’utilizzo della stampa tridimensionale ha permesso di ottenere fino al 21% di risparmio energetico e si stima addirittura che, se impiegata su larga scala, questa tecnologia possa portare ad un risparmio globale di energia che oscilla dal 5% al 27% all’anno.

Quanto all’ottimizzazione delle attività di produzione Ford, ad esempio, ha utilizzato la stampa 3D per la produzione di oltre 550mila componenti di automobili in pochi giorni per un lavoro che avrebbe richiesto anche 4-5 mesi e che sarebbe costato 500mila dollari: tale attività non solo ha portato un risparmio economico notevole, ma ha anche permesso di ridurre le emissioni di CO₂ derivanti da una produzione più complessa e “tradizionale”.

L’impiego della stampa tridimensionale permette dunque di risparmiare tempo, di ridurre il numero di attività necessarie per il trasporto e di eliminare gli sprechi di materiale. L’insieme di questi fattori rende di fatto tale tecnologia sostenibile non solo in termini economici, perché aiuta a ridurre i costi, ma anche in termini di decarbonizzazione efficientando dei processi ad alto impatto emissivo su tutta la filiera produttiva e su quella logistica in svariati settori. La stampa 3D è e sarà sempre più una tecnologia centrale all’interno dei processi aziendali trasformandosi in uno strumento chiave di sostenibilità e crescita duratura.