Stampare in 3D
o la fabbricazione additiva?

27 maggio 2021 | Tempo di lettura: 6 min

Fin dagli inizi del settore in cui lavoriamo, la terminologia relativa a ciò che facciamo si è evoluta parallelamente alla tecnologia stessa. Come in molti settori, la terminologia è stata inizialmente definita dalle aziende pioniere e dagli innovatori del settore, poi formata dagli utenti, dai media e da altri influenzatori, prima di essere gradualmente standardizzata.

Storia della stampa 3D. Nomi per le nuove tecnologie

Attualmente esistono due termini dominanti utilizzati per il nostro settore e la nostra classe di tecnologie: lo standard ufficiale Additive Manufacturing e lo standard de facto 3D Printing. Vediamo da dove provengono questi termini e cosa significano.

È necessario dare un nome alle singole tecnologie e a ciò per cui vengono utilizzate. Quest'ultimo è spesso usato come sinonimo per il rispettivo settore, cioè per i fornitori e gli utenti di tale tecnologia in generale. Il nostro settore ha iniziato con diverse tecnologie che sono state introdotte commercialmente nel giro di pochi anni, tra la fine degli anni '80 e l'inizio degli anni '90. Ciascuna di queste tecnologie è stata denominata dai fornitori commerciali. Ciascuna di esse è stata denominata dall'azienda che l'ha commercializzata o, in alcuni casi, dal licenziatario della tecnologia. La tabella seguente riassume alcune delle principali tecnologie iniziali:

È interessante notare che, a distanza di 30 anni, la maggior parte di questi nomi e abbreviazioni sono ancora utilizzati in modo simile, mentre uno di essi si è trasformato in un uso più generico. La stampa 3D è nata come tecnologia sviluppata dal team di Emanuel Sachs del Massachusetts Institute of Technology e descritta nella domanda di brevetto del 1989 come:

Tecniche di stampa tridimensionale - Un processo per realizzare un componente depositando un primo strato di materiale poroso fluente, come una polvere, in una regione confinata e depositando poi un materiale legante in regioni selezionate dello strato di materiale in polvere per produrre uno strato di materiale in polvere legato nelle regioni selezionate...

Inizialmente 3D Systems promuoveva la propria tecnologia come "Rapid Prototyping" e, poiché si trattava della prima commercializzazione, il termine divenne presto di uso comune. Ad esempio, la prima rivista di settore si chiamava "Rapid Prototyping Report" e le prime conferenze organizzate dall'Università di Dayton si chiamavano "International Conference on Rapid Prototyping". Ben presto ci si rese conto che la tecnologia era applicabile a molto di più della semplice prototipazione, per cui si aggiunsero spesso i termini rapid tooling e rapid manufacturing. Per molti anni l'importante conferenza annuale e la fiera organizzata da SME sono state conosciute semplicemente come "RAPID". Ma fin dall'inizio sono stati utilizzati anche termini alternativi.

L'Università del Texas ha utilizzato il termine Solid Freeform Fabrication (SFF) per le sue pubblicazioni e conferenze, mentre l'autore Marshall Burns ha intitolato il suo libro del 1993 "Automated Fabrication" e ha cercato di stabilire i termini fabricator per le macchine e "fabber" per gli utenti. Il nome dell'azienda DTM deriva da "Desktop Manufacturing", mentre altri termini includono solid imaging, layer manufacturing e additive manufacturing. 

Produzione additiva, stampa 3D: Necessità di standardizzazione

Con lo sviluppo del settore, è cresciuta l'esigenza di standardizzazione. Da un lato per ridurre al minimo i fraintendimenti, dato che alcuni termini (come stampa 3D) venivano utilizzati per significare cose diverse. Ma anche per stabilire termini generici per le tecnologie i cui nomi popolari erano in molti casi protetti da marchi. Le prime attività di standardizzazione sono state coordinate dalla VDI in Germania, e non è un caso che la loro prima pubblicazione relativa a queste tecnologie includesse la terminologia: l'edizione tedesco/inglese della VDI3404 del 2009 (basata su una bozza solo tedesca del 2007) si chiamava "Additive fabrication - Rapid technologies (rapid prototyping)".

Si legge: La fabbricazione additiva / le tecnologie rapide ... sono utilizzate per fabbricare prototipi, utensili e pezzi di produzione. Nel corso del suo sviluppo piuttosto turbolento, sono emersi termini e definizioni diversi che spesso sono ambigui e confusi". I nomi delle tecnologie definite si sono basati sui termini comunemente utilizzati, evitando nomi e abbreviazioni proprietarie, ad esempio Fused Layer Modelling/Manufacturing (FLL) è stato utilizzato al posto di FDM. La stampa 3D (3DP) è stata definita come una "tecnica additiva in cui un adesivo viene depositato punto per punto su un letto di polvere, facendo sì che la polvere si leghi nel punto in cui viene depositato l'adesivo".

Gli sforzi di standardizzazione sono diventati rapidamente più internazionali e hanno presto stabilito che "additive manufacturing (AM)" è il nome ufficiale del settore. Ad esempio, l'ASTM International ha istituito il Comitato F42 Additive Manufacturing Technologies, che ha pubblicato l'ASTM F2792 "Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies". Questo standard include termini sia proprietari che generici. Per quanto riguarda la stampa 3D, ha confermato l'uso "corretto" come nome della tecnologia, pur riconoscendo l'uso popolare alternativo.

Grazie alla collaborazione tra ASTM F42 e il comitato ISO TC261 Additive manufacturing, la norma ASTM F2792 è stata successivamente sostituita dallo standard internazionale ISO/ASTM 52900 "Additive manufacturing - General principles - Terminology". Questo standard utilizza esclusivamente termini generici (non proprietari), per cui, ad esempio, la sinterizzazione laser rientra nella "fusione a letto di polvere" e la stereolitografia appartiene alla "fotopolimerizzazione al tino". Ma ha mantenuto la stessa definizione di stampa 3D. I dipendenti di EOS hanno partecipato attivamente alla creazione di questi standard e continuano a lavorare nei comitati ASTM e ISO per mantenere ed espandere gli standard AM.

Fabbricazione additiva: Un'industria in via di maturazione

Parallelamente alle attività di standardizzazione, la tecnologia e l'industria stavano facendo enormi progressi in almeno due direzioni diverse. Da un lato, si è assistito a una rapida crescita di aziende che offrivano macchine a basso costo destinate agli utenti domestici e agli hobbisti. Sebbene la maggior parte di queste macchine si basasse sulla tecnologia di estrusione del materiale (modellazione a deposizione fusa) utilizzando filamenti di alimentazione, le macchine venivano spesso chiamate stampanti 3D. Questa tendenza è stata accompagnata da un notevole clamore da parte della stampa e dei consulenti aziendali, molti dei quali hanno previsto che entro pochi anni milioni di famiglie avrebbero posseduto stampanti 3D e stampato in 3D pezzi di ricambio e oggetti domestici.

D'altra parte, le tecnologie industriali di Additive Manufacturing come la sinterizzazione laser avevano raggiunto livelli di capacità e maturità tali da essere utilizzate per produrre anche prodotti altamente critici e regolamentati, come impianti medici e componenti di volo aerospaziali. Comprensibilmente, i produttori e gli utilizzatori di tali prodotti volevano evitare di essere "associati a macchine di fascia bassa per prezzo e/o capacità", cioè alla stampa 3D (come descritto da ASTM/ISO). Questa situazione ha rappresentato un dilemma per aziende come EOS, i cui clienti target erano principalmente nell'area industriale di alta qualità, ma che rischiavano di non essere esposti se si fossero allontanati troppo dalla stampa 3D.

EOS ha quindi deciso di utilizzare principalmente il termine Additive Manufacturing nella sua comunicazione, ma di aggiungere "Industrial 3D Printing" per rispondere anche all'uso popolare, differenziandosi al contempo dalle tecnologie di fascia bassa.

Fabbricazione additiva, stampa 3D: Sviluppo dello status quo

L'evoluzione della terminologia descritta sopra può essere osservata con attenzione osservando i rapporti sullo stato del settore pubblicati annualmente da Wohlers Associates a partire dagli anni Novanta. In quanto osservazione indipendente dei fornitori e degli utenti della tecnologia, questi rapporti riflettono molto bene l'uso generale della terminologia in ogni anno. La tabella seguente riassume come i termini utilizzati nel titolo o nell'introduzione dei rapporti siano cambiati nel corso degli anni:

Termini utilizzati nei rapporti annuali di Wohlers Associates sullo "Stato del settore".

1996: Prototipazione rapida

1998: Prototipazione rapida e attrezzaggio

2003: Prototipazione rapida, attrezzaggio e produzione

2006: Prototipazione e produzione rapida

2007: Fabbricazione additiva, nota anche con altri nomi come prototipazione rapida.

2009: Fabbricazione additiva (AM)

2021: Stampa 3D e produzione additiva

Lo status quo è il seguente:

• Le organizzazioni che si occupano dello sviluppo degli standard (ASTM/ISO, ecc.) mantengono generalmente la terminologia, sviluppata principalmente dall'industria e dal mondo accademico, ovvero Additive Manufacturing, pur facendo riferimento alla stampa 3D come sinonimo comunemente usato.
• Anche le organizzazioni industriali, almeno nel settore B2B, utilizzano generalmente l'AM, ad esempio l'Additive Manufacturing Users Group AMUG, l'Additive Manufacturer Green Trade Association AMGTA, l'Association for Metal Additive Manufacturing AMAM ecc.
• Organizzazioni governative come America Makes e l'UE tendono a usare entrambi i termini, ad esempio "America Makes è il partner leader e collaborativo della nazione nella ricerca sulla tecnologia di produzione additiva (AM) e stampa 3D (3DP) ... innoviamo e acceleriamo AM/3DP".
• Giornalisti, autori, consulenti ecc. utilizzano spesso il termine stampa 3D, anche quando si riferiscono ad applicazioni industriali, ma talvolta anche AM. Ad esempio, il sito web di Wohlers Associates parla di "produzione additiva e stampa 3D - termini che vengono utilizzati in modo intercambiabile".
• I fornitori e gli utenti della tecnologia AM, tra cui EOS e molti dei nostri clienti, tendono a usare entrambi i termini come sinonimi e a includerli intenzionalmente nelle loro comunicazioni pubbliche, per rivolgersi a tutti i tipi di lettori.

Resta da vedere come la terminologia e il suo utilizzo si svilupperanno in futuro, ma possiamo essere certi che la tecnologia e le sue applicazioni continueranno a maturare e ad espandersi.

Autore: Dr. Mike Shellabear