La grande rivoluzione: un futuro in 3D

DiStampa tridimensionale: settori come l’industria e la medicina hanno già iniziato a sfruttarla. Diventeremo tutti esperti del «fai da te» digitale? C’è chi pensa di sì. Ma ci vorrà ancora un po’ di tempo. — Di Giorgia von Niederhäusern, Video di Gianluca Blefari

Economisti e scienziati dicono che sarà una delle colonne portanti della prossima rivoluzione industriale e che sconvolgerà il modo in cui viviamo, lavoriamo e ci relazioniamo alle cose e agli altri. Stiamo parlando della stampa 3D. Una tecnologia che esiste da un trentennio e che a oggi si è sviluppata e, soprattutto, «democratizzata». Lo dimostrano i sempre più numerosi spazi per «maker» (creatori) e FabLab, officine di fabbricazione digitale organizzate secondo il modello definito nel 2005 dal dipartimento «Bits & Atoms» del Massachusetts Institute of Technology. Laboratori a disposizione di tutti, dove poter scambiare idee e collaborare a progetti (lucrativi e non) basati su questa tecnologia.


Una delle creazioni servita al ristorante pop-up Food Ink., attualmente in tour mondiale. 

Al FabLab
Mauro Rossolato (nella foto accanto) è il titolare di uno dei due FabLab della Svizzera italiana: il M’AU 3D Lab di Grono, un mini «parco di divertimento» per appassionati di fabbricazione digitale munito di stampanti FDM/FFF e SLA, apparecchi di incisione laser, scanner 3D e molto altro ancora. «Ho iniziato nel 2013, inizialmente solo per interesse personale, comprando i primi apparecchi – racconta Rossolato –. Poi, diventato docente dei corsi per adulti organizzati dal Canton Ticino, ho aperto il FabLab per dare ai partecipanti l’occasione di mettere in pratica quanto appreso». Nelle sue lezioni, insegna a usare i software necessari alla progettazione, capire le differenze tra le varie tecniche di stampa e i materiali usati, fino a riuscire a fabbricare piccoli oggetti. Tra i suoi «alunni»: architetti, informatici e semplici curiosi. Dopo il successo dei primi corsi, a marzo ne ripartiranno due, uno a Bellinzona e uno a Lugano.

Sarà possibile, un giorno, che la stampante 3D si sposti dal laboratorio high-tech a casa nostra e che la produzione fai da te di oggetti scelti in rete o progettati al computer diventi tanto comune quanto usare lo smartphone? «La barriera dell’apprendimento – avverte Rossolato – non è da sottovalutare». Eduardo Brändli, che da poco terminato ha il corso di base, conferma: «Usare queste stampanti non è semplice. Per me, attivo nel campo dell’automazione, è stato un po’ più facile imparare, ma ci vuole esercizio». Già, perché per poter stampare un oggetto, è utile avere conoscenze di disegno tecnico e familiarità con il software della stampante (CAM). Infatti, benché in rete esistano piattaforme di condivisione di disegni pronti alla stampa, è necessario saper adattare il CAM al disegno stesso.

Ecco perché esperti come John Hornick, autore di «3D Printing Will Rock the World» («La stampa 3D scuoterà il mondo»), prevedono un aumento di negozi di quartiere, dove far produrre in 3D ciò che si ha bisogno. E infatti c’è chi ha già creato una piattaforma online per collegare utenti senza stampante a chi offre un servizio a pagamento: si chiama 3D Hubs e i suoi inventori dichiarano di avere già dato accesso a oltre un miliardo di utenti in tutto il globo a macchine 3D nel raggio di 16 km dalla loro abitazione. Anche il FabLab di Grono si sta rivelando uno di questi punti «di quartiere»: ex corsiste o abitanti della zona hanno già commissionato forme per biscotti e per praline o addirittura i pezzi per montare un matterello.


Nel ristorante pop-up Food Ink., in tour mondiale, tutto, dalle ­pietanze ai mobili, proviene da stampanti 3D. 

Man mano che le giovani generazioni  imparano a usare questa tecnologia, le cose potrebbero svilupparsi ulteriormente. Forse, come suggerisce anche Hornick, saranno loro a richiedere che in ogni casa ci sia una stampante 3D. Intanto, la scuola si sta adattando alla nuova realtà emergente. Da due anni, agli allievi delle scuole medie di Stabio e Chiasso viene offerto, nell’ambito di corsi opzionali e durante le lezioni di educazione visiva e arti plastiche, scienze e, prossimamente, anche matematica, la possibilità di familiarizzare con il mondo della produzione additiva. E anche nel resto della Svizzera sono molti i progetti simili.    

L’impatto nell’industria
Nel settore industriale, la stampa 3D porta enormi vantaggi. A Grono, facciamo la conoscenza di Johnny Vaccaro, architetto, designer e regolare avventore del FabLab. «La stampa 3D – afferma – ha consentito una produzione di modellini e prototipi veloce e poco cara. Farne a meno per me è diventato impensabile». Dal rapporto 2016 sulla stampa 3D della società di consulenza EY, risulta che il 36% delle aziende la sta già usando o intende farlo. Tra le numerose ragioni elencate, vi sono la qualità sempre migliore delle stampe, la sempre maggiore velocità di produzione e, nella fase di prototipazione, la conseguente riduzione del tempo che intercorre dall’ideazione di un prodotto alla sua commercializzazione. Una volta esperti, gli artigiani digitali provocano inoltre pochi sprechi: il materiale necessario per la produzione equivale a quello di cui è fatto l’oggetto. Gli scarti spariscono. Al contempo, grandi problemi logistici sono eliminati, dato che i prodotti sono stampati quando e dove è necessario, senza bisogno di trasporto o stoccaggio.


Una delle creazioni servita al ristorante pop-up Food Ink., attualmente in tour mondiale. 

L’universo di possibilità che si apre grazie alla stampa 3D è enorme e ciò che era confinato al mondo della fantascienza si materializza nella vita vera. A fine 2017 è previsto il lancio nello spazio dell’Audi Lunar Quattro, rover per la cui produzione si è fatto uso di stampa 3D e che parteciperà al Google Lunar XPrize, contest organizzato nientedimeno che sulla luna. Anche la NASA si interessa da tempo di stampa tridimensionale: nel 2014, astronauti sono riusciti a ottenere il primo frutto di fabbricazione digitale in orbita, direttamente dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Una bella novità per chi si trova a navigare a centinaia di chilometri da ogni fonte di produzione materiale. Ora, la NASA intende dare ai propri astronauti la possibilità di fabbricarsi cibo. Intanto, sul pianeta Terra è già possibile degustare manicaretti freschi di stampa. Food Ink. è il primo ristorante pop-up in cui tutto, dalle pietanze ai mobili, sono realizzati con stampanti 3D. Dopo Londra e Lleida (Spagna), le prossime tappe europee (ma le date non sono ancora ufficiali) sono Roma, Parigi, Amsterdam e Mosca. Anche Barilla si è data alla produzione di nuove forme di pasta non ottenibili con i comuni metodi di produzione. Dalla collaborazione con il centro di ricerca olandese TNO sono nate nuove creazioni, come le «Rose». E da nuovi design nel piatto passiamo a quelli di Chanel e Iris Van Herpen: entrambe le case di moda hanno infatti già sperimentato stampanti capaci di «sferruzzare» accessori e indumenti, come quelli esposti al Metropolitan Museum of Art’s Costume Institute durante l’esibizione (tenutasi lo scorso anno) Manus x Machina, incentrata sulla moda nell’era della tecnologia.


Il modellino della Tour Eiffel è quasi pronto. 

L’applicazione in medicina
I campi di applicazione, quindi, sono infiniti. Ma tra quelli più degni di nota vi è probabilmente la medicina. All’Ospedale universitario di Basilea, il 3D Print Lab crea copie perfette di ossa e organi. Tutti in plastica. «Servono a studiare meglio la condizione dei pazienti, a dare loro spiegazioni più esaustive e a esercitarsi prima di operare», spiega il dottor Philipp Brantner, radiologo e corresponsabile del laboratorio. I dati per la creazione delle copie di cuori, cervelli o mandibole sono forniti dalle tomografie. «Alla settimana, ne produciamo una decina», prosegue il medico, che sottolinea: «Grazie alla stampa 3D, l’interdisciplinarità fra radiologia e chirurgia ha raggiunto nuovi livelli». Nel migliore dei casi, con la preparazione su modelli 3D, la durata delle operazioni dura fino a trenta minuti in meno, conclude. Intanto, il mondo attende che il bioprinting, la stampa di tessuti e organi umani, costituisca una svolta nella medicina dei trapianti. Attualmente, la replica di organi pienamente funzionanti con stampante 3D è ancora fantascienza, ma esistono già applicazioni pratiche che permettono di produrre esemplari di tessuto utili nella fase di test di farmaci o cosmetici.


L'osso pelvico di un paziente riprodotto nel 3D Print Lab dell'Ospedale universitario di Basilea. 

Ma va pure detto che, come ogni cosa, anche la stampa 3D nasconde lati meno positivi. Nel 2013, lo studente americano Cody Wilson ha fatto scalpore fabbricandosi da solo una pistola in plastica e condividendo il modello digitale in rete. Tutt’altro che un giocattolino: l’arnese era capace di sparare pallottole vere e di passare inosservato attraverso ogni metal detector. Poco dopo la sua pubblicazione in internet, la giustizia americana ha fatto rimuovere il documento dalla rete. Intanto, il mondo aveva già avuto un assaggio del lato oscuro della produzione additiva. Quella di cui potrebbero approfittare anche falsari e altri criminali. 



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Intervista
John Hornick, autore di «3D Printing Will Rock the World» («La stampa 3D scuoterà il mondo», auto edito), riflette su alcune delle conseguenze di questa tecnologia. 

La stampa 3D «democratizza» la produzione di oggetti. Stiamo diventando tutti dei creativi-creatori?
Nel cuore siamo tutti dei maker, dei creatori, abbiamo bisogno di produrre cose con le nostre mani. Un’attitudine che stiamo riscoprendo grazie all’artigianato digitale, che da semplici consumatori ci rende anche produttori. Sicuramente sempre più persone diventeranno capaci di stampare in 3D. Credo anche nella crescita di punti di stampa locali o di quartiere. E i bambini di oggi, che stanno imparando a usare questa tecnologia, avranno un ruolo fondamentale in tutto ciò. 

Nel suo libro parla di un futuro in cui produrre a basso costo all’estero e trasportare tutto da una parte all’altra del globo non è più necessario, dal momento che si stampa tutto localmente e su domanda. Dovesse realizzarsi la sua profezia, molti posto di lavoro sarebbero a rischio...
Vero, ma come è avvenuto in altre epoche, i lavori diventati obsoleti saranno sostituiti da professioni nuove, legate alle nuove tecnologie. Come è successo quando siamo passati dai cavalli alle auto. E anche nella nuova realtà , saranno i lavori poco qualificati i primi a essere eliminati. L’educazione alle nuove tecnologie diventa sempre più importante.  

E quando dovrebbe verificarsi questa rivoluzione?
La mia previsione è che dobbiamo aspettare qualche decennio, poi le stampanti 3D saranno la cosa più normale al mondo, integrate in tantissimi processi. Nel frattempo la tecnologia sarà avanzata e probabilmente sarà anche più facile da usare.

Ma non è esagerato pensare che stamperemo o faremo stampare tutto?
In effetti, non credo nemmeno io che ci fabbricheremo tutto da soli. Pensiamo ai prodotti di marca. È probabile che i designer, ad esempio, utilizzino sempre di più la stampa 3D, ma avranno sempre clienti che preferiranno comprare un brand invece di passare alla fabbricazione digitale. E poi c’è l’artigianato e tutto ciò che per sua natura non è industriale. Io sono particolarmente scettico verso la cucina «stampata». Non rimpiazzerà mai la tradizione gastronomica.

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Pillole in 3 D

Ogni stampante ha le sue caratteristiche. Alcune si basano sull’asportazione (sottrazione), altre sul deposito (addizione) di materia. Quest’ultime sono le più note e implicano la sovrapposizione di strati, gocce
o filamenti di materiali (in polvere, liquidi o solidi).

I metodi più noti di stampa 3D sono i seguenti:
– FDM (Fused deposition modeling) o FFF (Fused Filament Fabrication). Si tratta di stampanti il cui «inchiostro» è termoplastico. Fuso, viene depositato strato per strato dalla stampante.
– SLA (Stereolitographic apparatus) o stereolitografia. Il principio è lo stesso, ma si basa su resina liquida, che, colpita da un raggio laser, diventa solida.
– SLS (Selective laser sintering) o sinterizzazione selettiva al laser. Particelle di plastica, vetro o ceramica sono esposte a un laser che le fonde creando, strato su strato, un oggetto solido.

Dal disegno alla stampa, i software implicati sono vari e sono usati seguendo fasi di lavoro ben precise: si parte con la progettazione grafica tramite Computer Aided Design (CAD). Si passa poi alla verifica dei disegni e alla simulazione meccanica o elettronica della stampa (Computer Aided Engineering o CAE). Infine, quando la stampante è avviata, sono necessari software per regolare i parametri di funzionamento (temperatura, velocità,…) e l’eventuale gestione in tempo reale della macchina (Computer Aided Manufacturing o CAM).   

(*Con la consulenza di Mauro Rossolato). 

Foto: Sandro Mahler, Heiner H. Schmitt, Food Ink./mad, mad.

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