Prototipi 3D e stampanti 3D per ceramica rivoluzionano il settore

L’uso dei prototipi 3D si sta diffondendo nel settore della ceramica

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I prototipi 3D stanno prendendo piede anche nel mondo della ceramica che, per sua natura, è uno dei materiali più versatili che esistano. La ceramica è bella da vedere, è sicura, si può colorare ed è perfetta per una vasta gamma di prodotti utili o solo decorativi. Inoltre ogni tipo di ceramica, che sia terracotta, terraglia, gres o porcellana, è tra i materiali migliori per produrre prototipi industriali avanzati. Non c’è da stupirsi quindi della grande applicazione che hanno trovato le stampanti 3D per argilla e le stampanti 3D per ceramica e la vasta diffusione nell’utilizzo dei prototipi 3D nel settore. La ceramica non solo è uno dei materiali più nobili della nostra tradizione, ma grazie alla stampa 3D è anche uno dei materiali con maggiore potenziale per il nostro futuro.

I dati sull’argomento parlano chiaro. IDC, Società mondiale di ricerche di mercato in ambito IT e innovazione digitale, ha previsto che a livello globale, entro il 2021, per la stampa 3D si arrivi ad una spesa pari a 20 miliardi di dollari con un tasso medio di crescita annuale del 20,5%. Per la Società di analisi dell’industria della produzione additiva (o produzione a strati, cioè il processo di unione dei materiali per fabbricare oggetti da modelli 3D computerizzati) SmarTech Publishing il mercato della stampa 3D con materiali ceramici genererà entro il 2028 ricavi complessivi per oltre 3,6 miliardi di dollari.

Il settore della ceramica in Italia e prototipi 3D

Secondo i dati di Confindustria Ceramica, aggiornati al 30 giugno 2019, sono 137 le aziende italiane del settore che occupano circa 19.600 addetti. Buoni i risultati in termini di fatturato che ha superato i 5,5 miliardi di euro, con una produzione di 415 milioni di metri quadri di piastrelle e lastre, del quale l’85% è stato venduto all’estero (il 55% in Europa, il 16% nelle Americhe e l’11% in Asia (in diretta competizione con la Cina) mentre solo il 15% è stato commercializzato in Italia. Infatti, l’80% della produzione totale del distretto ceramico italiano viene assorbito all’estero: su 426 milioni di metri di piastrelle di ceramica prodotti, ben 340 vanno oltre frontiera.

La presenza italiana sul mercato globale continua ad essere comunque di alta qualità anche se non siamo il primo produttore. Guardando ai metri quadrati complessivi il 31% del mercato è infatti detenuto dalla Cina, mentre la Spagna con il suo 15% sta incalzando il 16% dell’Italia. Guardando invece ai fatturati la situazione si ribalta, con l’Italia in testa alla classifica con la detenzione del 32 % del fatturato globale, che per la Cina scende al 25% e per la Spagna al 16%.

Per mantenere alti i livelli di competitività diventa quindi indispensabile l’investimento da parte delle aziende in ricerca e innovazione: dal 2014 si è assistito ad un costante incremento degli investimenti in ricerca e sviluppo, che nel 2017 sono arrivati a superare il 9%, veleggiando verso cifre di 600 milioni di euro. E nel campo dell’innovazione una voce importante è rappresentata dalla stampa e dai prototipi 3D, come già avviene in campo automobilistico.

La ceramica tra sapienza artigianale e nuovi saperi digitali

Le stampanti 3D stanno rivoluzionando il settore industriale e professionale in diversi settori perché offrono la possibilità a tutti di realizzare una vasta gamma di oggetti stampati in tre dimensioni. La facilità d’uso unita alla duttilità d’impiego e ai costi relativamente bassi hanno determinato la rapida diffusione di questo tipo di stampanti. La differenza tra una stampa 2D e una stampa 3D sta nella testina, ovvero l’estrusore delle stampanti 3D che, invece dell’inchiostro, impiega i polimeri dei materiali scelti.

Oggi esiste un’ampia varietà di materiali utilizzabili, dalla plastica, alla carta, dai metalli, alle stampanti 3D per ceramica appunto, disponibili in forme differenti (polvere, filamenti, pallet, granuli, resine ecc.). L’estrusore è il cuore di una stampante 3D, dal momento che si occupa delle tre fasi fondamentali nel processo di stampa: il passaggio dei polimeri dal serbatoio alla fase di riscaldamento, la fusione dei filamenti e, infine, la fuoriuscita di questi dall’ugello per la fabbricazione dell’oggetto.

Anche il settore della ceramica ha saputo cogliere questa opportunità riunendo tecniche antiche e tecnologia moderna. Grazie alla stampa e ai prototipi 3D si rinnova infatti un’arte antica dando forma alla ceramica del futuro. Per creare rivestimenti dal forte impatto decorativo i designer si stanno sempre più orientando verso la realizzazione di piastrelle in cui a prevalere è l’aspetto tridimensionale. L’applicazione di pattern decorativi dà vita a soluzioni ornamentali dinamiche e attraenti. Pensate inizialmente con il solo scopo di produrre facilmente prototipi 3D, cioè modelli in 3D utili per la produzione in serie, le tecnologie legate alla stampa 3D si sono rapidamente trasformate in un vero e proprio ambito distinto e definito del design. L’uso della stampante 3D trova molte applicazioni nell’ambito della progettazione dei rivestimenti e delle finiture domestiche, grazie anche alle enormi possibilità di sperimentare le forme e i materiali più difficili e meno convenzionali. Da una prima fase digitale, che richiede la conoscenza dei diversi programmi necessari per interagire con la macchina, si passa alla preparazione del materiale, quindi alla stampa e all’essicazione, a cui seguono la cottura e la smaltatura fino alla realizzazione del pezzo finale. Ma la ricerca è in continua evoluzione soprattutto per quanto riguarda per esempio la stampa 3D per argilla, il materiale umido utilizzato come materia prima per la fabbricazione della ceramica, per cui esistono ancora delle limitazioni legate alle geometrie, ai possibili collassi e all’essiccatura.