“ LA STAMPA 3D E LO SPAZIO” LA TECNOLOGIA DEL FUTURO

“LA STAMPA 3D E LO SPAZIO”

LA TECNOLOGIA DEL FUTURO

Giorgio Irtino, membro del Consiglio Direttivo del Gruppo Astrofili Venaria Reale (GAVR) ci dice che la STAMPA 3D è una tecnologia che risale al 1984, quando l’Ingegnere americano Chuck Hull inventa e brevetta il primo sistema di stereolitografia. Si tratta di una tecnologia che consente di realizzare un oggetto partendo da un disegno in tre dimensioni (modello matematico) che prende corpo mediante la progressiva sovrapposizione di strati molto sottili di materiale. Per questo motivo la STAMPA 3D è nota come tecnologia additiva, a differenza delle tecnologie costruttive tradizionali, come la tornitura e fresatura, che vengono chiamate sottrattive in quanto realizzano l’oggetto partendo da un blocco pieno di materiale a cui vengono asportate delle parti. La STAMPA 3D è diversa anche dai processi di stampaggio mediante pressatura in quanto non richiede l’utilizzo di una matrice negativa (lo stampo) del pezzo da produrre che viene invece realizzato direttamente dal disegno tridimensionale. Quindi con la STAMPA 3D passare dal disegno al prodotto finito è un processo molto rapido che presenta meno vincoli rispetto alle modalità produttive abitualmente utilizzate. Nonostante le grandi potenzialità e i notevoli vantaggi, la STAMPA 3D è rimasta poco utilizzata per molti anni a causa degli elevati costi di accesso, delle prestazioni non esaltanti dei macchinari e della gamma limitata dei materiali disponibili; soltanto poche grandi aziende ne hanno fatto un uso di tipo sperimentale e prototipale abbastanza circoscritto. Intorno al 2010 però, per effetto della decadenza di alcuni brevetti e alla conseguente liberalizzazione del mercato, la STAMPA 3D ha intrapreso una fase di nuovo sviluppo che nel giro di pochi anni l’ha portata ad essere una tecnologia matura ed affermata sul mercato al punto di essere considerata un caposaldo della quarta rivoluzione industriale. Infatti dopo la rivoluzione della macchina a vapore (industria tessile), dopo la rivoluzione della produzione di serie (industria automobilistica) e dopo la rivoluzione dell’informatica (personal computer), viviamo adesso la rivoluzione della cosiddetta INDUSTRIA 4.0, caratterizzata da diverse tecnologie abilitanti tra cui la STAMPA 3D che sono destinate a cambiare radicalmente il modo di produrre.

Le crisi ricorrenti degli ultimi anni hanno determinato nuove dinamiche di mercato alle quali la STAMPA 3D si è dimostrata in grado di offrire risposte adeguate in termini di personalizzazione dei prodotti (piccoli lotti di produzione con caratteristiche sempre diverse), flessibilità logistica (produzione on-demand geograficamente distribuita e senza necessità di immagazzinamento), minori consumi di energia e di materiale (quindi minor impatto ambientale). Grazie a queste proprietà e al rapido miglioramento del rapporto costo/prestazioni, la STAMPA 3D si è quindi emancipata dalla limitata applicazione in campo prototipale e si è estesa alla produzione in serie, assumendo la denominazione di ADDITIVE-MANUFACTURING diffondendosi in molti settori quali l’industria automobilistica e metalmeccanica in generale, l’industria medicale, l’industria navale e petrolchimica, l’industria aeronautica ed aerospaziale, arrivando a interessare anche il settore dell’edilizia. Non solo: da tecnologia riservata esclusivamente alle grandi aziende si è trasformata in tecnologia accessibile pure alle piccole-medie aziende in virtù dell’ampia offerta disponibile e dell’investimento contenuto, grazie anche agli incentivi statali.

Ma perché, vi chiederete, il Gruppo Astrofili di Venaria Reale (GAVR) si interessa alla stampa 3D? Per due motivi molto importanti. Il primo è che la STAMPA 3D ha assunto un ruolo fondamentale sia in campo aeronautico che in quello delle missioni spaziali. Nel settore aeronautico viene usata già da molto tempo per la produzione di componentistica per aeromobili sia civili che militari, facilitando e abbattendo significativamente i costi e i tempi delle attività di manutenzione. Le parti realizzate con le tecnologie di STAMPA 3D devono garantire gli stessi requisiti di affidabilità e di sicurezza delle parti tradizionali, per questo motivo sono sottoposte dalle autorità competenti ad una meticolosa attività di qualificazione delle materie prime e dei processi realizzativi, oltre a severi test sui particolari prodotti. Anche nel settore spaziale la STAMPA 3D viene correntemente utilizzata per la componentistica di razzi e di satelliti, ma l’aspetto più interessante consiste nel fatto che a partire dal 2014 le stampanti 3D hanno fatto la loro comparsa a bordo della stazione orbitante ISS.

Nell’arco di pochi anni sono state portate in orbita tre diverse stampanti 3d con tecnologia FDM (a fusione di filamento) allo scopo di realizzare piccole attrezzature e parti di ricambio necessarie agli astronauti per il compimento delle missioni ma anche per fare sperimentazione avanzata soprattutto sui materiali. E potremmo quasi dire che, sebbene recente, questa è ormai storia passata, infatti la ricerca scientifica nel settore spaziale corre talmente veloce che già si sta lavorando a due progetti che hanno il sapore della fantascienza: il primo riguarda la realizzazione di una piattaforma orbitante in grado di assemblare satelliti artificiali direttamente nello spazio con l’utilizzo di bracci robotici e di stampanti 3D, il secondo riguarda la costruzione di moduli abitativi sulla Luna (e magari anche su Marte!) resa possibile sempre grazie all’impiego delle tecnologie di STAMPA 3D utilizzando materiali già presenti sulla superficie del satellite terrestre o di altri pianeti. Se gli analisti finanziari stimano che, nell’ambito della forte crescita della space-economy prevista per i prossimi anni, la STAMPA 3D avrà un ruolo fondamentale, sicuramente significa che non si tratta di semplice fantascienza ma di realtà ormai a portata di mano!

Il secondo motivo per cui il Gruppo Astrofili di Venaria Reale (GAVR) si interessa alla STAMPA 3D consiste nel fatto che il nostro scopo sociale prevede oltre alla passione per l’astronomia anche la promozione di tutte le forme del sapere scientifico e tecnologico che possono contribuire ad elevare il livello culturale delle giovani generazioni. Nell’epoca in cui viviamo non si può prescindere dalla conoscenza di quei fenomeni tecnologici che sono destinati a trasformare il nostro futuro modo di vivere, di produrre e di lavorare. E’ necessario quindi avvicinare i ragazzi in età scolastica, dalle elementari fino alle superiori, alla conoscenza dell’universo e delle sue dinamiche, per aprire la mente alla bellezza, all’armonia, all’esplorazione dello sconosciuto. Ma è altrettanto necessario sviluppare le conoscenze e le competenze tecnologiche che devono fare parte del proprio DNA fin da bambini per poter poi diventare degli adulti che sappiano padroneggiare la tecnologia e farne un uso etico e consapevole. A tutto vantaggio anche delle opportunità lavorative che queste tecnologie potranno offrire nel prossimo futuro.

Giorgio Irtino

Da rivista VIVO (luglio/agosto 2021) “VIVO ASTRONOMIA”