I tre criteri di scelta per passare all’additive manufacturing

La produzione additiva (Additive Manufacturing - AM nell’abbreviazione inglese) rappresenta l’ultima frontiera nella produzione di componenti meccaniche e perciò l’interesse verso questa tipologia di processi industriali sta incrementando esponenzialmente. Grazie a questo particolare processo, molti prodotti possono essere stampati, ma non esistono ancora metodologie che permettano di definire la convenienza dell’AM rispetto ai processi produttivi convenzionali: infatti, i criteri finora utilizzati non possono essere direttamente applicati all’AM, in quanto il classico concetto di economia di scala perde di significato.

Per questo motivo, il professor Brett Conner, responsabile del Center for Innovation in Additive Manufacturing presso la Youngstown State University (USA), ha cercato di individuare i criteri cardine che possono definire i vantaggi della produzione additiva rispetto agli altri metodi di produzione di un oggetto. In particolare, ha individuato tre criteri fondamentali che devono essere presi in considerazione quando si vuole passare da metodi convenzionali all’AM: complessità geometrica, personalizzazione e volume di produzione. Mentre con i processi tradizionali la complessità geometrica incontra molte limitazioni, per la produzione additiva diventa un parametro essenziale poiché, depositando e consolidando il materiale layer by layer, si riescono ad ottenere forme e strutture che sarebbero difficilmente riproducibili con altre tecnologie. L’additive manufacturing diventa inoltre estremamente appetibile quando è richiesta un’elevata personalizzazione del prodotto perché essa non comporta un aumento dei costi di produzioni, come può avvenire con le tecnologie tradizionali. Nonostante i numerosi aspetti positivi che la contraddistinguono, l’AM non è ancora competitiva per quanto riguarda i volumi di produzione: nel caso di elevate quantità, essa non riesce ancora a conseguire le economie di scala che caratterizzano i processi convenzionali.

In base a questi tre criteri, il professore Conner ha definito otto tipologie di prodotto, per cui può essere più o meno vantaggiosa la produzione attraverso l’AM. La produzione additiva si è dimostrata sempre competitiva quando il prodotto è caratterizzato da un‘elevata complessità geometrica e da una elevata personalizzazione, poiché permette una forte riduzione dei costi. Anche nel caso in cui l’oggetto da realizzare abbia una forma geometrica semplice e non sia personificabile, l’additive manufacturing può essere più vantaggiosa fino a quando le economie di scale, tipiche dei processi convenzionali, permettono di abbassare il costo per pezzo.

In conclusione, lo studio svolto dal prof. Conner ha avvalorato l’elevata flessibilità produttiva che caratterizza l’AM rispetto ai processi tradizionali in quanto non necessità di strumenti, come ad esempio stampi, che devono essere ammortizzati all’interno del costo del prodotto. Sfortunatamente, la produzione additiva non è ancora competitiva quando sono in gioco elevati volumi di produzione e la geometria dei prodotti è semplice poiché i maggiori tempi macchina e l’impossibilità di economie di scala tendono ad aumentare fortemente il prezzo finale del pezzo.

Fonte: B.P. Conner et al., Additive Manufacturing 1–4 (2014) 64–76

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