S ono lontani i tempi in cui il verbo “stampare” aveva il significato monodimensionale di replicare su un foglio di carta lettere, simboli e immagini. Oggi le stampanti 3D rappresentano lo sviluppo della tecnologia all’avanguardia, un traguardo significativo nella storia dell’uomo perché creano realtà tridimensionali, trovando impiego in moltissimi ambiti: dalla realizzazione di piccoli oggetti all’edilizia, dell’automotive allo sport, dalla moda fino alla medicina.
Storia
Ma facciamo un passo indietro. La stampante 3D nasce nel 1986 dall’ingegno di Chuck Hull, un ingegnere e imprenditore statunitense, che ha inventato la stereolitografia, quindi il formato di stampa STL o SLA. Per realizzare un oggetto in 3D si deve infatti avere un modello 3D all’interno di un software di modellazione 3D come Blender, AutoCAD e OpenSCAD, modello che verrà poi stampato col materiale predisposto dal tipo di stampante usata.
Modelli di stampanti
Come si può intuire, ci sono vari tipi di stampanti 3D che, con tecniche di stampaggio diverse, lavorano innumerevoli materiali: il modello SLS (Selective Laser Sintering) per esempio permette di stampare oggetti usando plastica, sabbia e vetro che si fondono o si ammorbidiscono col calore; il formato SLA (StereoLitographic Apparatus), invece, utilizza resine fotosensibili particolari, solidificate durante il processo di stampaggio tramite una sorgente di raggi UV e può essere impiegato per produrre velocemente pezzi di ricambio di materiali diversi (ne esiste anche la versione ottimizzata, cioè il Binder Jetting che può produrre oggetti in metallo e gesso); o ancora il cosiddetto LOM (Laminated Object Manufacturing) che impiega fogli di materiali diversi quali carta, metallo o polimerici che vengono tagliati, sovrapposti e incollati per realizzare manufatti anche colorati.
Un esempio su tutti
Tuttavia per la molteplicità degli ambiti d’uso, si impone tra tutti il metodo SLM Selective Laser Melting (e la sua versione ottimizzata EBM, Electron Beam Melting o Fusione a Fascio di Elettroni), una tecnologia usata per realizzare componenti in metallo, partendo da polveri metalliche che vengono fuse da un fascio concentrato di laser ad alta potenza. Vengono così prodotti condotti d’aria in ambito aerospaziale, supporti per strumenti aeronautici in campo civile e militare, iniettori per motori jet e parti per motori a razzo e per vetture da competizione come nella Formula 1 o nella MotoGP. Ma l’uso forse più pionieristico riguarda il settore biomedicale: con questa tecnica di stampa 3D, infatti, si realizzano protesi interne che possono essere personalizzate per ogni paziente, con strutture reticolari studiate per fare in modo di garantire una perfetta integrazione alla struttura ossea di ognuno, come ad esempio nel caso dei dischi vertebrali in acciaio o di mandibole in titanio per un’eventuale ricostruzione facciale.
Nuove frontiere
Anche l’artigianato ha tratto giovamento dall’utilizzo delle stampanti 3D in particolare del metodo LDM (Liquid Deposition Modelling o Modellazione a Disposizione Liquida), che, attraverso un estrusore, in sostanza un’estensione che può essere adattata a qualsiasi stampante 3D esistente, è in grado di produrre oggetti in ceramica, porcellana e argilla promuovendo l’artigianato digitale e velocizzandone la produzione. Non minori gli utilizzi in ambito architettonico: il Contour Crafting, infatti, permette di costruire edifici e strutture con l’impiego di materiali cementizi tramite macchinari particolari simili a gru a controllo numerico, manovrate cioè da un computer che permette di aumentare la loro precisione nell’esecuzione. Gli edifici possono essere così realizzati in tempi minori, in modo più facile e con meno forza lavoro rispetto al passato: basti pensare che grazie a questo metodo di costruzione, durante i primi mesi del 2020 a Dubai, è stato costruito l’edificio stampato interamente in 3D più grande del mondo, delle dimensioni di 640 m², e in Cina, già all’inizio del 2019, si è inaugurato il ponte pedonale stampato in 3D più lungo del mondo. Ma già prima del 2019, la fame di utilizzo di questo processo di stampaggio aveva trovato soddisfazione in un altro ambito del tutto inatteso: l’azienda agroalimentare Barilla, infatti, già alla fine del 2014 aveva organizzato un concorso in cui oltre 500 designer hanno realizzato 216 modelli di pasta unici stampati in 3D. Inoltre al Cibus 2016 (il salone internazionale sulle ultime tendenze alimentari a Parma) la stessa società ha presentato un nuovo prototipo di stampante 3D che è in grado di stampare pasta fresca, utilizzando degli ingredienti all’interno di una cartuccia e impastando acqua e semola di grano duro. Insomma, questo settore è in continua evoluzione e non si può sapere in che modo e per quanto tempo avrà ancora ripercussioni sul progresso tecnologico dell’uomo, ma l’attesa sarà sicuramente una scoperta entusiasmante.
Alessandro Buttiglieri, 3A SIA