Sfortunatamente, la realizzazione di un prototipo richiede molto tempo e le macchine in grado di realizzare prototipi rapidi costano una fortuna. Fortunatamente esistono stampanti 3D in grado di costruire modelli per strato, che sono più veloci ed economiche delle macchine tradizionali.

Dai prototipi fatti a mano alla prototipazione rapida

Prima che la stampa 3D e la progettazione assistita da computer (CAD) diventassero ampiamente utilizzate, i modelli e i prototipi erano generalmente realizzati in legno o plastica. In genere richiedevano giorni o settimane per essere realizzati e ottenere nuove idee o apportare modifiche richiedeva molto tempo.

Ad esempio, se vuoi costruire un prototipo di auto, si iniziava ad intagliare verso l’interno un solido blocco di legno o di altro materiale. Poi, come uno scultore, svela gradualmente le sue caratteristiche nascoste sfruttando la superficie interna del legno.

La prototipazione rapida iniziò a decollare negli anni ’80 come soluzione ai problemi dei prototipi tradizionali. Invece di utilizzare i metodi tradizionali, utilizza macchine automatizzate in grado di produrre modelli e prototipi in un lasso di tempo più breve.

Come funziona una stampante 3D?

Una tipica stampante 3D utilizza un computer per creare un modello stampando più volte sulla stessa area. Quindi utilizza un processo automatizzato noto come modellazione a deposizione fusa per separare i modelli bidimensionali da quelli tridimensionali.

Invece di utilizzare l’inchiostro, la stampante 3D deposita strati di plastica o polvere nel modello. Quindi li fonde insieme usando il calore, la luce ultravioletta o un adesivo.

Vantaggi e svantaggi

I produttori di stampanti 3D affermano che le loro macchine possono produrre modelli in poche ore anziché in giorni, il che le rende ideali per le persone che necessitano di prototipi rapidamente. Sebbene le stampanti 3D di fascia alta siano ancora costose, sono ancora più economiche delle macchine RP.
Queste stampanti 3D sono anche ragionevolmente piccole e facili da usare. Hanno catturato l’attenzione degli studenti di varie scuole di design e ingegneria.

Sfortunatamente, i modelli 3D prodotti utilizzando queste macchine tendono ad avere una qualità e una finitura scadenti rispetto a quelli realizzati con macchine RP più costose. Inoltre, di solito usano materiali limitati e hanno una tessitura superficiale scadente. Sebbene questi modelli siano generalmente migliori per schizzi approssimativi, possono anche essere utilizzati in seguito nel processo per produrre modelli più sofisticati.

Applicazioni

In teoria, la stampa 3D può essere utilizzata per molti scopi diversi. Tuttavia, in pratica, i limiti sono sempre gli stessi: la precisione del modello che crei, i materiali utilizzati e la precisione della macchina. Nonostante i progressi tecnologici avvenuti nel campo della stampa 3D nel corso degli anni, la gamma di applicazioni in cui può essere utilizzata è ancora sbalorditiva.

Medicale

A causa del potenziale della stampa 3D di riprodurre corpi danneggiati e fallibili, i medici sono stati tra i primi individui a provare la tecnologia. Attualmente, utilizzando la tecnologia sono stati prodotti modelli 3D di varie parti del corpo come braccia e gambe.

Oltre alle parti del corpo, la stampa 3D è stata utilizzata anche per creare pelle, cellule e tessuti artificiali. Sebbene sia ancora molto lontano dall’essere in grado di creare organi sostitutivi completi, la tecnologia è già utilizzata in vari progetti medici. Uno di questi progetti si chiama Body on a Chip, che utilizza la stampa 3D per creare organi umani in miniatura. Questi organi vengono posti su un microchip e quindi sottoposti a sangue artificiale.

Oltre alle parti del corpo, la stampa 3D viene utilizzata anche in vari progetti di formazione medica e istruzione. Ad esempio, i chirurghi di un ospedale della Florida utilizzano modelli 3D del cuore dei bambini per eseguire interventi chirurgici complessi.

Aerospazio e difesa

Per le aziende aerospaziali, la stampa 3D è un modo conveniente per testare le capacità dei loro aeroplani. I modelli al computer possono essere utilizzati per testare vari aspetti del funzionamento di un aereo, ma sono comunque necessari prototipi accurati.

A differenza degli aerei commerciali, che di solito sono costruiti in grandi volumi, gli aerei militari sono più personalizzati. Con la stampa 3D, le aziende possono creare facilmente parti a basso volume e testare i loro progetti.

A differenza degli aeroplani, i veicoli spaziali sono complessi e richiedono attrezzature e strumenti specializzati per la produzione. Con la stampa 3D, le aziende possono creare facilmente componenti una tantum invece di realizzare produzioni complesse.

Poiché la stampa 3D è già ampiamente utilizzata nel settore aerospaziale, non sorprende che molte persone immaginino che gli astronauti utilizzino la tecnologia per stampare in 3D pezzi di ricambio per le loro missioni spaziali. Ciò consentirebbe loro di produrre oggetti di cui hanno bisogno ogni volta che ne hanno bisogno.

Anche se la stampa 3D non è ancora ampiamente utilizzata nelle missioni spaziali, può ancora essere utilizzata in progetti basati sulla Terra. Ad esempio, l’ultimo rover della NASA, progettato per supportare gli esseri umani, utilizza parti stampate in 3D.

Visualizzazione

Anche la creazione di modelli 3D di razzi spaziali e aeroplani è un ampio caso d’uso per queto uso della tecnologia. Oltre a fungere da prototipi, la stampa 3D consente alle persone di visualizzare i progetti di nuovi prodotti.

Sebbene la stampa 3D non sia ancora ampiamente utilizzata nel cemento e nei mattoni, può essere utilizzata per creare modelli che assomigliano esattamente al prodotto finito. Inoltre, poiché i materiali plastici sono comunemente usati nei prodotti di uso quotidiano, i modelli stampati in 3D possono essere utilizzati per testare i progetti di nuovi prodotti di consumo.

Prodotti personalizzati

Oggi, la maggior parte di noi vive la propria vita in movimento e i prodotti usa e getta sono comunemente usati. Tuttavia, non tutti apprezzano la natura standard della produzione di massa. Con la stampa 3D, più persone possono personalizzare facilmente i propri prodotti.

Simile al modo in cui i mercati online come Etsy hanno contribuito a creare una comunità mondiale di artigiani, la stampa 3D può essere utilizzata anche per creare gioielli e accessori moda unici e personalizzati. I servizi online come Shapeways consentono agli utenti di creare i propri gioielli e accessori di moda stampati in 3D.

Oltre ad essere utilizzata per creare prodotti unici, la stampa 3D può essere utilizzata anche per stampare il cibo che mangiamo. Poiché la maggior parte degli alimenti trasformati può essere stampata in 3D, è possibile che la stampa 3D possa essere utilizzata per produrre cibi già preparati.

Ne sono da esempio il caso risalente ad un paio di anni fa, dove un laboratorio noto come Evil Mad Scientist Laboratories ha realizzato oggetti di zucchero stampati in 3D commestibili o quello di un giornalista del New York Times che si è lanciato nella sfida a mangiare un intero pasto usando utensili e piatti stampati in 3D. Il professore della Cornell University Hod Lipson, crede che i pasti personalizzati al gusto e al fabbisogno nutrizionale del singolo potrebbero essere possibili in futuro con la stampa 3D.

Il futuro della stampa 3D

Molte persone credono che la stampa 3D trasformerà il modo in cui le persone producono e consumano beni. Sebbene sia possibile creare oggetti stampati in 3D utilizzando una stampante economica, non è ancora possibile realizzare tutto da soli.

I reali vantaggi economici della stampa 3D dovrebbero arrivare quando le grandi aziende inizieranno ad adottarla come componente centrale delle loro operazioni di produzione. Ciò consentirà loro di offrire prodotti più personalizzati e di ridurre i costi di produzione di massa.