Giancarlo Magnaghi - netconsultingcube.com · • Le tecnologie più offerte (numero di modelli)...

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La stampa 3D per Impresa 4.0

3D PLAST e PLAST 2018

30 Maggio 2018

Giancarlo Magnaghi

Direttore Tecnico

Cherry Consulting

by Studio Magnaghi

www.cherryconsulting.it

3D Printing

Competence Center

Industria 4.0 ed ecosistema della stampa 3D in Italia

Giancarlo Magnaghi– Direttore Tecnico di Cherry Consulting by Studio Magnaghi

Milano, 30 maggio 2017

Industria 4.0: la quarta rivoluzione industriale

Tecnologie strumentali e abilitanti

+

Physical Space Cyber Space

Wearables

Human

Machine

InterfacesSCADA

MES

Robotics

STAMPANTI 3D TECNOLOGIE IOT

Sensori

CLOUD COMPUTING MACHINE LEARNING AUGMENTED

REALITY

PRODOTTI CONNESSI

Fonte: NetConsulting cube, 2017

Macchinari

Da Industria 4.0 a Impresa 4.0: gli effetti e le novità per il 2018

Il valore del mercato

Industria 4.0 in Italia

669,3799,4

977,3

879,9

1.032,0

1.207,5

2015 2016 2017e

+19,4%

+22,3%

+17,3%

+17,0%

1.549,1

+18,2%1.831,4

+19,3% 2,184,8

Fonte: Assinform / NetConsulting cube, luglio 2017

Sistemi IndustrialiProdotti e servizi ICT

Valori in milioni di euro

• Nuovi stanziamenti complessivi per 9,8 miliardi

• 255 milioni di euro per il periodo 2018-2020 per finanziare progetti di ricerca e innovazione

• Focus crescente sullo sviluppo delle competenze e

la formazione:

→ 95 Mln nel triennio 2018-2020 per la formazione degli

studenti sulle nuove competenze digitali

→ credito di imposta per la formazione 4.0 del 40% per

sviluppare le competenze digitali dei lavoratori

Ambiti della Formazione 4.0

Investimenti nelle tecnologie digitali 2017 – 2018 (P)

Il ruolo della stampante 3D nell’innovazione

Ideazione Ideazione PrototipazionePrototipazione ProduzioneProduzione LogisticaLogistica

Assistenza post-

vendita / gestione

ricambistica

Assistenza post-

vendita / gestione

ricambistica

• Prodotti unici

• Forme e geometrie non

possibili con tecnologie

tradizionali

• Collaboration tra designer

e grafici

• Riduzione di tempi e costi di

progettazione, prototipazione &

prima serie

• Riduzione del time-to-market

• Maggiore flessibilità di progettazione

• Semplificazione del ciclo produttivo

• Riduzione del lead time di produzione

• Miglioramento delle prestazioni

• Personalizzazione di prodotti

• Integrazione robotica/stampanti 3D (verso

4D, 5D)

• Re-inshoring

• Nuovi marketplace/canali

• 3D e-commerce Store

• Coopetition

• Riduzione delle scorte lungo la filiera

• Snellimento della Supply Chain

INNOVAZIONE DI PRODOTTO, DI PROCESSO E NEI MODELLI DI BUSINESS

Digital

PrototypingRapid

Prototyping Additive Manufacturing /

Centro Servizi

Fabbricazione locale c/o

centri di distribuzione o a

casa dei consumatori

Parti di ricambio o

personalizzazioni: c/o centri

di distribuzione/assistenza

a casa dei consumatori


L’ecosistema della Stampa 3D

Produttori

stampanti

Software

vendorDistributori

System

Integrato

r

Clienti

finali

Produttor

i materiali

Centri

servizi

• Stampanti

professionali

(diverse

tecnologie di

stampa e

fasce di

prezzo)

• Stampanti

consumer

• CAD 3D

• Slicer

• PLM

• ERP

• CRM

• Materiali (oggi in

particolare in

filamento)

• Dai polimeri alle

termoplastiche

• Oggi forte sviluppo di

prodotti alimentari e

bioprinting

• Tipologia: originali,

compatibili,

sperimentali

• Distributori di

stampanti

professionali

• Distributori di

stampanti non

professionali

• GDO

• eCommerce

• Integrazione con

PLM e gestione

prodotto/

marketing/

commerciale


ERP


CRM


altri sistemi di

fabbrica (MES,

macchinari)

• Progetti per

sensorizzazione

impianti (in logica

Industria 4.0)

• Centri di

prototipazione

rapida

• Centri

marketing e

servizi

• Marketplace

• FabLab

• Centri stampa

• B2B (Grandi

aziende, PMI,

commercio)

• Utenti

professionali

(artigiani, studi

architettura, studi

di ingegneria)

• Sanità

• Scuole/Università

• Consumer (uso

personale)


Previsioni spedizioni di stampanti 3D a livello globale

Fonte: Statista 2018

N. Unità Valore (miliardi di USD)

20152015 2018

Tre classi di stampanti 3D

Processi di produzione additiva

Italiano Inglese

Estrusione di materiale Material Extrusion (ME)

Fusione su letto di polvere Powder Bed Fusion (PBF)

Deposizione diretta di energia Directed Energy Deposition (DED)

Fotopolimerizzazione in vasca Vat Photopolymerization (VP)

Getto di legante Binder Jetting (BJ)

Getto di materiale Material Jetting (MJ)

Laminazione di fogli Sheet Lamination (SL)

Fonte: ASTM - International Committee F42 on Additive Manufacturing Technologies

Le tecnologie di stampa 3D più richiestenella più grande catena di centri servizi per stampa 3D

Fonte: 3D Hubs Digital Manufacturing Trends - https://www.3dhubs.com/trends

Percentuale del fatturato per oggetti prodotti con le varie tecnologie

I materiali più utilizzati per la stampa 3D

Fonte: 3D Hubs Digital Manufacturing Trends - https://www.3dhubs.com/trends

Per la prima volta nel 2017 il valore del mercato mondiale dei materiali per la stampa 3D ha superato il miliardo di USD

Le Industry di adozione della Stampa 3D...

Le macchine per la Manifattura

Additiva utilizzate in ambito

industriale rientrano tra i beni

funzionali alla trasformazione

tecnologica e/o digitale delle

imprese in chiave Industria 4.0

Prototipazione rapida tramite

sw di modellazione

Da approccio produttivo Top-

down a modello laterale,

collaborativo e distribuito

Disintermediazione tra

produttore/maker e cliente

Condivisione/ diffusione della

cultura da parte dei FabLab

Comparti industriali: prototipazione, test di nuovi materiali,

pezzi di ricambio

Fashion/Lusso: gioielleria, moda, calzoleria,

componenti personalizzati

Sanità: protesi/valvole, tessuti umani

Chimica/Farmaceutica: molecole, farmaci personalizzati

Retail: merchandising, pezzi unici (customizzati)

Microimprese-PMI: produzione di piccoli lotti, produzione artigianale


SETTORI

Le principali applicazioni della stampa 3D

Fonte: ricerca Dimensional Research ottobre 2017

Trend di adozione della Stampa 3D /Manifattura Additiva

Fonte: Christopher Barnatt . ExplainingTheFuture.com

Ecosistema di offerta della stampa 3D in Italia

FonteCherry Consulting - marzo 2018

• In Italia sono acquistabili circa 450 modelli di stampanti 3D, di 100 marche diverse

• I produttori italiani di stampanti 3D sono 30

• Il parco installato è dell’ordine delle 18.000 stampanti 3D, di cui circa la metà macchine di

fascia bassa e metà di tipo professionale (prezzo >= 3.000 euro)

• Le tecnologie più offerte (numero di modelli) sono FDM/FFF (53%) e SLA/DLP (18%)

• I centri servizi di stampa 3D professionali sono circa 200, di cui la metà dotati di macchine

professionali di livello medio/alto e 20 dotati anche di macchine per metalli

• I FabLab sono circa 130, dotati tutti di stampanti 3D di fascia medio/bassa e la maggior

parte anche di piccole macchine CNC (85%), e di taglio/incisione laser (75%).

• Il valore stimato dell’ecosistema della stampa 3D italiano (stampanti, scanner 3D,

software, materiali, servizi e prodotti dei centri servizi, è dell’ordine dei 400 milioni di €.

Distribuzione geograficadei produttori italiani di stampanti 3D

30 produttori attivi

Fonte: Cherry Consulting – Marzo 2018

Tecnologie di stampa 3D offerte dai produttori italiani


Distribuzione geografica dei centri servizi italiani

Fonte: Cherry Consulting – Dicembre 2017 – dati preliminari

Circa200 centri servizi attivi

Servizi offerti dai Centri Servizi Italiani


Tecnologie disponibili nei Centri Servizi Italiani


Fab Lab in Italia

Fonte: www.fablabs.io Fonte: Cherry Consulting – Marzo 2018

Circa130 FabLab attivi

Servizi offerti dai FabLab Italiani


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Stampa 3D Elettronica CNC Laser Cut Vinyl Cutter

100%

91%

85%

75%

60%

Progettazione per la produzione additiva (DFAM)

Per sfruttare pienamente le possibilità uniche della stampa 3D rispetto ai processi di produzione

tradizionali, è necessario partire dalla fase di progettazione utilizzando le metodologie DFAM (Design

For Additive Manufacturing), o perlomeno adattare i progetti esistenti: AFAM (Adapt For Additive

Manufacturing) per ottimizzarne la topologia

Lo scopo del DFAM è la massimizzazione delle prestazioni del prodotto attraverso una sintesi delle

forme, dimensioni, strutture gerarchiche e composizione del materiale.

Per perseguire tali obiettivi i progettisti devono considerare che:

• la Produzione Additiva o Additive Manufacturing (AM) consente di avere sottosquadri, spessore di

parete variabile, lattice / honeycomb, canali con geometria complessa;

• è possibile produrre oggetti con complessità geometrica illimitata, con forme contorte e

svergolate, fori ciechi e filettature/viti con un elevato rapporto resistenza/peso;

• la AM consente la riduzione del numero di parti: è possibile produrre direttamente un assemblato

come unico componente integrando giunti e cerniere.

Parte Produzione tradizionale Produzione additiva

Staffa

Corpo

Valvola

Peso – 60%

Collettore

idraulico

Esempi di ottimizzazione delle geometrie (ottimizzazione topologica)

5 Kg 1,5 Kg

La stampa 3D non è solo una strumento per realizzare in modo più rapido ed economico i prodotti esistenti,

ma offre anche l’opportunità di realizzare nuovi prodotti più efficienti e più belli

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Tel: 02.33495448

Fax: 02.33480999

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Consulenze e Formazione per l’ottimizzazione dell’ICT

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3D PLAST e PLAST 2018

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La stampa 3D per Impresa 4.0In 3D PLAST e PLAST 2018

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