Le tecnologie di produzione additiva (AM – Additive Manufacturing) si sono sviluppate notevolmente nel corso degli ultimi anni. Dalla sua origine, intorno agli anni ’80, la manifattura additiva ha consentito la produzione di un’ampia gamma di componenti, con il coinvolgimento di svariati settori: dall’automotive all’aerospaziale, dalla medicina all’elettronica, alla difesa.
La varietà di materiali, la flessibilità delle geometrie e la sostenibilità sono solo alcuni dei principali vantaggi che rendono oggi la stampa 3D così versatile.
Più efficienza in ambito automotive grazie all’Additive Manufacturing
Le tecniche di produzione additiva vengono classificate, in linea generale, secondo tre criteri:
- tipo di processo;
- metodo di creazione del componente;
- tipologia di materiale di base impiegato.
Nella produzione di parti e componenti per macchinari e attrezzature, i progettisti prediligono in genere metalli o leghe metalliche. Nonostante la manifattura additiva di componenti metallici abbia registrato un notevole sviluppo nel corso degli ultimi anni, ampio spazio trovano oggi nei processi additivi anche i materiali non metallici.
L’impiego di polimeri è legato a una serie di caratteristiche, tra cui, un ridotto rapporto peso/volume, resistenza alla corrosione, proprietà meccaniche e termiche relativamente elevate, buon isolamento elettrico e, in alcuni casi, resistenza al fuoco, biocompatibilità e biodegradabilità.
I materiali polimerici, talvolta opportunamente additivati, che rispondono a stimoli esterni come temperatura, luce, campi elettrici o magnetici, umidità o cambiamenti del pH trovano impiego nella realizzazione di strutture complesse in grado di cambiare forma o proprietà fisico-chimiche sotto l’influenza di specifiche variabili ambientali. Grazie ai loro comprovati vantaggi, parti in polimero trovano applicazione in settori come quello automobilistico, aerospaziale, ingegneristico e medicale. La tecnica più popolare basata sull’estrusione termoplastica è la FDM (Fused Deposition Modeling). Il processo FDM si basa, in sintesi, sull’impiego di polimeri o compositi avanzati additivati con altri tipi di materiali come fibre di carbonio, microsfere di vetro o metalli e loro leghe. L’ugello della stampante riscalda il materiale allo scopo di plastificarlo e quindi, strato per strato, viene costruito il componente sulla base di un modello CAD generato in precedenza. Nell’ambito dei materiali non metallici per i processi di stampa 3D, vanno menzionati i materiali ceramici, che, paragonati ai polimeri e ai metalli, presentano vantaggi importanti, tra cui, una elevata durezza dei componenti e una buona capacità di isolamento termico ed elettrico. Tali proprietà consentono ai materiali ceramici di operare nelle condizioni più estreme, dove l’uso di polimeri o leghe metalliche avanzate non è possibile. Processi additivi che si avvalgono di materiali ceramici vengono impiegati, ad esempio, nell’industria aerospaziale per produrre componenti di raffreddamento che raggiungono un intervallo di temperatura di esercizio di 1200 gradi Celsius.
Recenti soluzioni additive per la realizzazione di componenti automotive
Le tecniche di produzione additiva sono sempre più utilizzate per produrre componenti di sottosistemi e parti dei veicoli più recenti.
In genere, il processo di produzione richiede l’impiego di una stampante 3D e di impianti di finitura (levigatura, lucidatura, etc.) Costi inferiori si ottengono con la realizzazione di parti dalle dimensioni relativamente contenute e geometrie complesse. L’uso di tecniche additive nella produzione di componenti di macchine è diventato sempre più necessario anche grazie alla crescente domanda di soluzioni di mobilità sostenibile. Le tecnologie additive sono oggi integrate in molteplici ambiti della produzione di macchine, inclusi il motore, la trasmissione e i componenti di design. Dall’ideazione al re-manufacturing del veicolo, la tecnologia additiva offre soluzioni, servizi e supporto in tutte le fasi del ciclo di vita del veicolo. In figura 2 alcuni esempi delle più recenti applicazioni delle tecnologie additive nel settore automotive.
In tabella 1 una panoramica delle principali tecniche di manifattura additiva impiegate nel settore automotive.
| Categorie | Tecnologie | Fonte di alimentazione | Materiali | Vantaggi | Svantaggi |
| Estrusione di materiale | Modellazione a deposizione fusa | Energia termica | Termoplastici (ABS, PLA, PC, nylon) | Economico, multimateriale, facilità d’uso | Bassa risoluzione e finitura superficiale, scarsa adesione |
| Fotopolimerizzazione in vasca | Stereolitografia, elaborazione digitale della luce, produzione continua di interfacce liquide, stampa di polimeri alla luce del giorno | Luce ultravioletta | Resina fotosensibile, ceramica | Elevata precisione, buona risoluzione, automazione completa | Sovra-polimerizzazione, lunga post-elaborazione, composizione singola, elevato costo dei materiali |
| Getto di legante | Getto di legante | Legante/energia termica | Polvere di polimero/ceramica/metallo | Ampia scelta di materiali, stampa relativamente veloce | Post-elaborazione lunga, porosità all’interno delle parti |
| Getto di materiale | Drop on demand, PolyJet, getto di nanoparticelle | Energia termica | Resine fotopolimeriche, metalli, ceramiche | Elevata precisione, finitura superficiale liscia, multimateriale | Bassa resistenza meccanica |
| Fusione a letto di polvere | Sinterizzazione laser diretta dei metalli, fusione a fascio di elettroni, fusione laser selettiva, sinterizzazione laser selettiva | Laser, fascio di elettroni | Polvere di polimero/ceramica/metallo | Alta precisione, alta risoluzione, parti completamente dense, alta resistenza | Riciclaggio polveri, strutture di supporto, singolo materiale, stress residuo |
| Laminazione di fogli | Produzione di oggetti laminati | Laser | Foglio di plastica/metallo/ceramica | Elevata finitura superficiale | Limitazione materiale |
| Deposizione ad energia diretta | Deposizione diretta di metalli, deposizione laser di metalli, rivestimento laser, consolidamento laser | Laser | Metallo/ceramica/polvere | Riparazione di componenti usurati, multimateriale (materiali funzionalmente classificati) | Bassa precisione, bassa finitura superficiale, stress residuo, richiede post-lavorazione |
In tabella 2 una sintesi dei principali impieghi dei vari materiali per le ultime applicazioni additive nel settore automotive.
| Materiali | Applicazione automobilistica | Vantaggi | Svantaggi |
| Polimeri | Produzione rapida di utensili e dispositivi di fissaggio Prototipi funzionali e parti di prova Soluzioni personalizzate Parti Materiali compositi con polimeri | Basso costo e facilità di lavorazione Leggerezza, adatto per componenti interni Eccellente flessibilità e complessità di progettazione Buona resistenza agli urti e smorzamento delle vibrazioni | Resistenza meccanica e capacità portante limitate Stabilità termica e resistenza chimica limitate Precisione dimensionale limitata e possibilità di deformazioni o deformazioni durante la stampa Riciclabilità limitata e preoccupazioni circa l’impatto ambientale |
| Metalli | Parti e componenti del motore Componenti della trasmissione e ingranaggi Sistemi di sospensione e componenti del telaio Sistemi di scarico e componenti del motore Componenti e sistemi frenanti | Rapporto resistenza/peso elevato Eccellenti proprietà meccaniche Elevata conduttività termica Buona resistenza all’usura e alla fatica Elevata resistenza alle temperature estreme e agli ambienti operativi ostili | Elevati costi di materiali e lavorazione Complessità di progettazione limitata e caratteristiche intricate Disponibilità limitata di materiali di grado AM per applicazioni ad alte prestazioni Potenziale di difetti microstrutturali nelle parti stampate Potrebbe essere necessario un post-processo per ottenere le proprietà meccaniche desiderate |
| Ceramica | Componenti del sistema frenante ad alte prestazioni Componenti del motore e dei sistemi di scarico Cuscinetti e componenti antiusura Candele e sistemi di accensione Isolanti e componenti elettrici Sensori e componenti elettronici | Resistenza alle alte temperature e stabilità termica Eccellenti proprietà meccaniche Bassa densità, peso ridotto Buona inerzia chimica e resistenza alla corrosione | Complessità di progettazione limitata Elevate temperature di lavorazione richieste per la sinterizzazione Costo e disponibilità di polveri ceramiche specifiche Difficile ottenere stampe dense e prive di vuoti a causa delle elevate temperature di elaborazione |
Produzione di ricambi: metodi additivi supportati dalla tomografia computerizzata
I costruttori di macchine devono garantire una vasta rete di distribuzione dei pezzi di ricambio, che devono essere disponibili e reperibili nel minor tempo possibile in tutto il mondo. Queste esigenze si traducono in:
- migliaia di modelli di pezzi di ricambio;
- pezzi unici o elevata personalizzazione;
- necessità di approvvigionamento tempestivo, occorre una fitta rete di distributori e produttori di ricambi a livello globale.
Si pensi poi a quei casi in cui i pezzi di ricambio non sono più disponibili sul mercato perché relativi a macchine soggette ad obsolescenza o quando la sostituzione di un pezzo implica fermi macchina non programmati con conseguenti ritardi nella produzione, come accade, ad esempio nel settore agricolo. L’additive manufacturing può rappresentare una grande occasione per abbattere i costi e i tempi e fornire il pezzo di ricambio giusto, al posto giusto e nel momento giusto.
La stampa 3D, infatti, a differenza della manifattura tradizionale, non necessita di siti di produzione complessi; potenzialmente, basta l’invio di un modello CAD alla stampante 3D, per produrre direttamente il pezzo di ricambio richiesto. La stampa 3D favorisce, inoltre, lo sviluppo di soluzioni complesse e altamente personalizzabili.
Relativamente ai pezzi di ricambio, una criticità che emerge è legata talvolta alla mancanza di disponibilità, per svariati motivi, dei disegni tecnici o dei cartigli con le specifiche del pezzo. In questo caso la tecnologia offre oggi interessanti opzioni per il recupero del modello originale e delle specifiche mediante tecniche di reverse engineering e la tomografia industriale computerizzata. La tomografia industriale computerizzata è un metodo avanzato di test non distruttivo ampiamente utilizzato nell’industria per ispezionare sia la struttura interna che esterna per uno studio del componente a 360 gradi, senza necessità di sezionarlo, distruggerlo o modificarlo. Grazie alle scansioni a raggi X e ad algoritmi matematici il componente viene ricostruito virtualmente. Sul suo gemello digitale è possibile effettuare una ampia serie di indagini: ricerca di difetti, failure analysis, misurazioni, etc.
La scansione tomografica, riproducendo virtualmente l’oggetto in esame, permette una misurazione e una visualizzazione di tutti gli elementi interni ed esterni. In questo modo è possibile analizzare parti che non dispongono di componenti interne accessibili (come, ad esempio, campioni a geometrie complesse prodotti mediante additive manufacturing) o componenti multimateriale (ad esempio, materiali plastici ottenuti da iniezioni di due componenti, o componenti in polimero con inserti metallici), individuando rapidamente eventuali imperfezioni che ne potrebbero anche compromettere il funzionamento.
La tomografia industriale computerizzata è diventata uno strumento essenziale per il mondo dell’additive manufacturing, in quanto consente ai produttori di verificare non solo l’integrità delle parti stampate senza comprometterne la struttura ma offre inoltre risultati estremamente accurati, riducendo lo spreco di materiale e aumentando la produttività complessiva. La tomografia industriale computerizzata diventa quindi uno strumento indispensabile in fase di controllo qualità. Tra le applicazioni della tomografia industriale, c’è infatti la failure analysis, metodo che consente di evidenziare diversi tipi di difetti di parti prodotte in additive, siano essi porosità, inclusioni, fori o cricche, e di indagare circa le origini di malfunzionamenti, rotture e non conformità. Durante il processo di stampa 3D possono verificarsi una serie di difetti tali da influenzare in modo significativo la resistenza meccanica e le prestazioni complessive delle parti stampate. Le scansioni consentono di individuare e valutare con precisione le dimensioni, la forma e la distribuzione dei difetti all’interno della parte stampata.
Queste informazioni aiutano a comprendere le cause profonde dei difetti ed apportare le necessarie correzioni al processo additivo, nonché ad ottimizzare i parametri di stampa come la potenza laser, la velocità di scansione e lo spessore dello strato. Identificando ed intervenendo sugli specifici errori che si verificano durante il processo di stampa, i produttori possono quindi migliorare la qualità delle parti stampate, ridurre lo spreco di materiale e aumentare la produttività complessiva.
Le tecnologie legate alla tomografia computerizzata sono poi particolarmente utili per analizzare strutture reticolari complesse. Un rilevamento accurato dei difetti in queste strutture consente agli ingegneri di prendere decisioni informate per garantire l’integrità e la funzionalità dei componenti reticolari.
La precisione dimensionale è fondamentale nella manifattura additiva dal momento che le parti stampate devono soddisfare specifiche precise ed adattarsi correttamente agli assiemi più grandi. Le comuni deviazioni dimensionali nella produzione additiva includono deformazione, restringimento e distorsione. La scansione tomografica aiuta a identificare tali variazioni confrontando la parte scansionata con il modello CAD originale o le specifiche di progettazione. Quantificando le deviazioni dimensionali, è possibile prendere decisioni informate sulle regolazioni del processo. Gli scanner tomografici catturano immagini tridimensionali ad alta risoluzione delle parti stampate, consentendo di ottenere misurazioni accurate circa le dimensioni sia interne che esterne. Tale caratteristica risulta particolarmente utile in caso di geometrie complesse. I dati ottenuti consentono di valutare la precisione dimensionale delle parti stampate e identificare eventuali deviazioni rispetto al design previsto.
Oltre all’analisi dimensionale e dei difetti, la scansione tomografica consente la metrologia virtuale, eliminando la necessità di misurazioni fisiche. Estraendo misurazioni precise dai dati tomografici, si possono ottenere informazioni accurate su caratteristiche critiche come diametri dei fori, spessori delle pareti e geometrie complesse. Ciò migliora la coerenza, l’affidabilità e il controllo qualità nella stampa 3D delle parti, con benefici sulla produttività.
(Oltre alle possibilità offerte dalla tomografia industriale come metodo di ispezione non distruttivo, la generazione di un volume 3D completo del componente fornisce una gamma di informazioni che possono essere utilizzate come input per le attività di simulazione, ad esempio:
- Simulazione FEM di componenti reali con difetti interni: approccio economico ed efficiente per valutare l’impatto dei difetti sulle prestazioni e l’affidabilità di componenti costosi. Modellando accuratamente la presenza e le caratteristiche dei difetti, è possibile simulare il comportamento del componente in varie condizioni operative e valutare i potenziali rischi associati a tali difetti. Queste informazioni consentono di prendere decisioni informate in merito all’affidabilità del componente e alla necessità di ulteriori test o azioni correttive. In definitiva, il metodo contribuisce a ridurre al minimo gli sprechi e a massimizzare l’utilizzo di componenti cruciali, fornendo una valutazione completa circa la loro integrità strutturale e prestazioni.
- Intelligenza artificiale per l’analisi dei difetti: le interpretazioni soggettive e la natura dispendiosa in termini di tempo dei processi di analisi tradizionali possono comportare incongruenze e ritardi nel processo di valutazione. Soluzioni basate sull’intelligenza artificiale migliorano l’obiettività di tali analisi, democratizzano il processo e promuovono la sostenibilità. Algoritmi avanzati e tecniche di apprendimento automatico analizzano i dati della scansione tomografica, identificando i difetti con elevata accuratezza. Automatizzando il processo di analisi sono garantiti risultati coerenti e affidabili, riducendo al contempo la dipendenza dall’esperienza dell’operatore. Inoltre, tali soluzioni accelerano significativamente il processo di analisi. Tale efficienza si traduce in un processo decisionale più rapido e supporta azioni correttive tempestive, migliorando la produttività e riducendo eventuali tempi di fermo.)
Caso studio: alleggerimento di una staffa di montaggio differenziale
Il settore automobilistico ha recentemente adottato misure per ridurre i consumi di carburante e le emissioni, inclusi miglioramenti aerodinamici, aumento dell’efficienza del gruppo propulsore, adozione di sistemi di propulsione alternativi e riduzione del peso dei veicoli al fine di migliorare il rapporto peso/potenza.
Fra le strategie che possono essere adottate per perseguire l’alleggerimento, la più efficace è quindi la riprogettazione delle parti del veicolo, combinata con la sostituzione dei materiali.
Diversi ricercatori hanno dimostrato la fattibilità di tale transizione verso leghe più leggere, compositi polimerici e materiali ibridi, anche se alcuni aspetti circa il loro impatto ambientale devono ancora essere approfonditi.
La produzione additiva può essere utilizzata per integrare o sostituire tecniche di produzione convenzionali. I processi additivi presentano per natura un elevato grado di versatilità e la loro efficacia nell’alleggerimento di componenti è stata ampiamente dimostrata.
(Fonte: Priarione, P.C. Catalano, A.R.& Settineri)
Si prevede che si possano ottenere una serie di vantaggi dall’adozione di tecniche di riprogettazione, tramite processi additivi basati sull’ottimizzazione topologica. L’approccio garantisce risultati efficienti con decisioni preventive minime, considerando solo il materiale strutturalmente rilevante. Oltre alla fattibilità tecnologica, è essenziale però valutare le implicazioni che tali tecniche possono avere sulla sostenibilità.
La natura dei processi additivi, come noto, consente il consolidamento delle parti in assemblaggi più semplici ed efficienti. In tal modo, i ridotti sprechi di materiale limitano i consumi energetici durante le fasi di produzione e utilizzo del componente. Una riduzione dei materiali riduce la domanda di energia correlata sia per la lavorazione che per il riciclo di materiali, specie se di basso valore intrinseco. Inoltre, l’uso dello stesso materiale per tutti i componenti di un assieme porta alla semplificazione costruttiva, facilitando il riciclo nella fase di fine vita. Al contempo, le linee di assemblaggio si semplificano e i siti di inventario e stoccaggio vengono ridotti.
Inoltre, poiché non sono richiesti utensili, stampi o dispositivi specializzati per la manifattura additiva, anche le catene di fornitura stanno cambiando. La natura digitale delle tecnologie additive consente di produrre parti personalizzate su richiesta, siano esse piccoli lotti di nuovi prodotti di alto valore o, oltre all’ottimizzazione tramite riprogettazione, l’aggiornamento o la riparazione e riproduzione di prodotti danneggiati, parti di ricambio. Processi additivi favoriscono inoltre la digitalizzazione della produzione nel contesto dell’Industria 4.0 e dell’Industrial Internet Of Things (IIOT). Come risultato dell’opportunità di estendere la durata di vita dei prodotti, combinata ad un’elevata efficienza delle risorse e ad una ridotta produzione di rifiuti, la manifattura additiva è stata identificata come adatta a consentire l’esecuzione dei principi e delle strategie di progettazione dell’economia circolare (CE).
Quando viene applicata l’ottimizzazione topologica allo scopo di ottenere soluzioni alleggerite, i benefici sono attesi non solo per quanto riguarda la riduzione del consumo di risorse, ma anche in fase di utilizzo. Occorre quindi valutare in che misura l’attività di riprogettazione può ridurre l’uso di risorse, energia, materiali, emissioni e scarti durante l’intero ciclo di vita.
Di seguito è esaminato il caso studio dell’alleggerimento di una staffa di montaggio differenziale allo scopo di quantificare i risultati dell’integrazione sistematica di riprogettazione e sostituzione dei materiali.
La staffa di montaggio differenziale (in figura 3) è originariamente realizzata in ghisa e mediante un processo di fusione convenzionale, seguito dalle fasi di fresatura, finitura e verniciatura. Il componente è progettato per durare l’intera vita utile del veicolo senza necessità di essere sostituito.
Dopo aver identificato il componente strutturale da sostituire e le relative specifiche funzionali, è stata applicata la procedura di riprogettazione (figura 4).
Per prima cosa viene selezionato il processo Direct Metal Laser Sintering (DMLS) eseguito tramite una stampante EOS M290. Il materiale selezionato per il componente riprogettato è la lega AlSi10Mg, dalla densità pari a 2,67 kg/dm3, per il favorevole rapporto peso/prestazioni. Successivamente, viene eseguita una caratterizzazione sperimentale per implementare la relazione sforzo-deformazione del materiale depositato. Quindi, viene eseguita un’ottimizzazione topologica (TO) per ottenere il concetto da integrare nello strumento CAD. Sebbene l’ottimizzazione della topologia fornisca un layout ottimale del materiale all’interno dello spazio di progettazione dato, per il set di carichi e vincoli identificati, per soddisfare le prestazioni prescritte, i risultati ottenuti con tale approccio non possono essere tradotti direttamente in modelli realizzabili. Infatti, i vincoli di produzione correlati alla manifattura additiva (come il posizionamento delle strutture di supporto e delle tolleranze) non possono essere inclusi quando si imposta l’ottimizzazione topologica. Una volta che l’output del layout del materiale viene interpretato e modellato in ambiente CAD, viene eseguita un’analisi degli elementi finiti (FE), per definire la configurazione del carico del nuovo componente ed evidenziare le sollecitazioni e le deformazioni massime. Per la rimodellazione della forma del componente, vengono ripetute con cicli multipli iterativi, l’ottimizzazione topologica, la riprogettazione CAD e l’analisi degli elementi finiti (FE), tenendo conto sia dell’ottimizzazione del prodotto che delle linee guida di progettazione del processo. Durante la riprogettazione iterativa, sono state eseguite analisi decisionali per selezionare il design ottimizzato idoneo tra tutti quelli fattibili. Ad esempio, la levigatura della forma di una caratteristica potrebbe richiedere un leggero incremento di materiale derivante da un’inserzione di raccordo, il che contrasta leggermente l’alleggerimento, ma è necessario per evitare un’eccessiva concentrazione di stress. La staffa in AlSi10Mg e riprogettata per la manifattura additiva ha portato ad una riduzione della massa del 69% rispetto alla staffa tradizionale in ghisa. Inoltre, i test al banco condotti sul prototipo prodotto in additive hanno evidenziato un miglioramento significativo nelle prestazioni di tutti i criteri di accettazione. Sono stati poi raccolti dati per quantificare l’impatto ambientale durante il ciclo di vita della staffa riprogettata e sottoposta a DMLS, rispetto alla corrispondente sottoposta a fusione.
In sintesi, è possibile affermare, dalle analisi condotte che la produzione per la sostenibilità richiede un approccio olistico dell’intero ciclo di vita per comprendere appieno tutti gli impatti ambientali dei processi di produzione e definire le attività entro i limiti biofisici del pianeta e degli ecosistemi. Inoltre, il compromesso sulla sostenibilità potrebbe promuovere la manifattura additiva quando la produzione di energia elettrica viene decarbonizzata tramite fonti di energia a basse emissioni di carbonio e rinnovabili o quando l’economia circolare dei materiali non si limita al solo riciclaggio. Oltre ai risparmi in fase di utilizzo in termini di energia e impronta di carbonio dovuti all’alleggerimento, i risultati evidenziano spingono a considerare il processo additivo come parte integrante dello sviluppo di prodotti sostenibili.
La manifattura additiva sembra essere quindi promettente nell’ambito delle strategie di riparazione, oltre a consentire la riprogettazione di componenti complessi e per scopi di ottimizzazione. Occorre però estendere il campo di ricerca a nuovi materiali, design e tecnologie additive. Inoltre, sono necessari ulteriori studi per riconoscere il ruolo sia delle infrastrutture correlate al processo additivo sia dei costi di riciclo.
In sintesi
Nell’articolo abbiamo evidenziato come le tecnologie additive vengano impiegate nel settore automotive dalla realizzazione di componenti dei motori (termici ed elettrici) con l’obiettivo della riduzione del peso del veicolo e di miglioramenti in termini di affidabilità ed efficienza specie in condizioni operative ostili, all’ottimizzazione di componenti della trasmissione come gli ingranaggi ed altri componenti del veicolo. Abbiamo approfondito come lo sviluppo tecnologico abbia portato all’implementazione di numerose soluzioni innovative, dalla realizzazione di parti di ricambio, anche in assenza di modelli preesistenti, all’adozione di tecniche di riprogettazione, tramite additive manufacturing, che si basano sull’ottimizzazione topologica, con il fine ultimo della sostenibilità.La produzione additiva emerge oggi come una tecnologia abilitante per la riparazione e il ripristino di componenti, in particolare per quanto concerne parti di alto valore, in condizioni pari al nuovo per il ciclo di vita successivo. Una delle tendenze in più rapida espansione ad oggi è l’integrazione dei processi additivi con l’intelligenza artificiale (AI). L’AI consente di generare tutti i tipi di geometrie di componenti pronte all’uso, che nella maggior parte dei casi possono essere prodotte solo utilizzando tecniche additive. Un’adeguata ottimizzazione della geometria consente di ottenere le proprietà previste con conseguente ridotto consumo di materiale. La combinazione di tecniche additive e AI apre un’ampia gamma di possibilità in termini di progettazione, produzione e implementazione di nuove soluzioni di costruzione. In particolare, l’AI (figura 5):
- semplifica i processi di progettazione considerando parametri specifici dell’additive manufacturing, promuovendo l’innovazione;
- facilita lo sviluppo dei materiali, creando materiali personalizzati per la manifattura additiva;
- ottimizza i processi additivi tramite un controllo in tempo reale, migliorando la selezione e l’esecuzione dei processi;
- infine, garantisce la qualità tramite modelli predittivi e monitoraggio in tempo reale.
Nei prossimi anni, la manifattura additiva continuerà a farsi strada in diverse applicazioni di produzione. I materiali e il software assumeranno un ruolo cruciale.
(Giorgio De Pasquale, Smart Structures and Systems Lab, Politecnico di Torino
Elena Perotti; Senior data analyst)
