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Jul 10, 2023

Sondaggio esecutivo del settore della stampa 3D 2023: gli esperti della produzione additiva affrontano le più grandi sfide ingegneristiche del prossimo decennio

Our first article looked at the future of 3D printing, with additive

Il nostro primo articolo esaminava il futuro della stampa 3D, con esperti di produzione additiva che guardavano in una sfera di cristallo per prevedere le tendenze per il 2023 nel settore.

Il sondaggio 2023 dei dirigenti del settore della stampa 3D amplia la portata e pone due domande agli addetti ai lavori della stampa 3D. Qual è la più grande sfida ingegneristica del prossimo decennio? Quale tecnologia sarà necessaria per risolvere questo problema?

Gli approcci per rispondere a questa domanda sono vari, alcuni hanno scelto di affrontare sfide specifiche per il progresso della produzione additiva nei prossimi dieci anni. In prima linea nelle menti dei dirigenti ci sono gli approcci per ridurre il costo per pezzo, garantire il mantenimento della qualità e come l'AM può sfruttare al massimo i suoi vantaggi principali? Verranno trattati l'automazione dei processi e la combinazione di approcci AI all'ecosistema additivo, inclusi sistemi intelligenti di gestione della produzione, progettazione di parti e reti neurali basate sulla fisica. In che modo la legge di Moore si collega alla stampa 3D e quali tecnologie sono in aumento? A legare il tutto, una parola ricorrente: Produzione.

Altri intervistati adottano un approccio alternativo. Qual è il quadro più ampio e come verrà utilizzata la tecnologia per affrontare questioni globali critiche come la decarbonizzazione, l’elettrificazione dei trasporti, la produzione di energia verde e l’Industria 4.0? Cosa produrrà la combinazione della stampa 3D con tecnologie emergenti come la scoperta computazionale di materiali, la biologia sintetica o la robotica?

Anche in questo caso, è stata intervistata un’ampia gamma di intervistati, dagli utenti finali come Czinger Vehicles ai maggiori produttori di sistemi, software e materiali di stampa 3D. E nonostante l'immagine in evidenza, nessuno menzionava le macchine volanti. Accomodati e goditi gli approfondimenti degli esperti di seguito.

Cosa prevedono gli esperti di stampa 3D per il 2023? Leggi la prima parte del nostro sondaggio annuale sui dirigenti del settore della stampa 3D qui. Iscriviti alla nostra newsletter gratuita per ricevere regolarmente notizie, analisi e approfondimenti sulla produzione additiva.

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Dr. Brent Stucker, Direttore tecnologico – Produzione additiva, Sistemi 3D

Credo che la più grande sfida ingegneristica del prossimo decennio sarà l’elettrificazione dei trasporti. Ciò è dovuto al fatto che l’elettrificazione dei veicoli presenta sfide significative associate alla generazione di energia, alla stabilità della rete, alla ricarica distribuita dei veicoli, alla tecnologia delle batterie e all’ottimizzazione dei componenti del veicolo per la propulsione elettrica piuttosto che per la propulsione a combustione interna. Stiamo già vedendo la produzione additiva (AM) svolgere un ruolo in ciascuna di queste aree, ma penso che ci sia ancora un ruolo più ampio per l’AM per accelerare la produzione e le prestazioni dei veicoli, nonché la generazione, trasmissione e stoccaggio di elettricità.

Affinché l’AM possa avere un impatto ancora maggiore, sarà necessario compiere progressi significativi nelle tecnologie, nei materiali e nei processi. Penso che la capacità di utilizzare più materiali all’interno di un unico sistema per costruire forme complesse multimateriale con maggiore precisione e produttività sarà un fattore chiave.

Quando si pensa alla generazione di energia e alla rete, l’obiettivo è catturare una percentuale maggiore dell’energia in entrata, sia essa solare, eolica, combustibile fossile, idroelettrica o nucleare. Per ottenere una cattura dell’energia più efficiente abbiamo bisogno di parti metalliche complesse realizzate con materiali ad alta temperatura. L'AM facilita tutto ciò consentendo al tempo stesso l'efficienza attraverso il consolidamento delle parti. Ciò sarà utile anche per i componenti chiave della rete come interruttori e trasformatori.

Tutta l’energia che ora abbiamo generato e distribuito deve essere immagazzinata in batterie e utilizzata in modo efficiente per alimentare il veicolo. Prevedo che l’AM svolgerà un ruolo fondamentale nella produzione di batterie e motori elettrici di prossima generazione. Gli attuali progetti di batterie implicano strati complessi di più materiali; in quanto tale approccio di produzione additiva multimateriale compatibile con materiali rilevanti per la batteria con risoluzioni di funzionalità rilevanti per la batteria potrebbe stravolgere la progettazione della batteria. Allo stesso modo, i motori elettrici potrebbero passare da progetti quasi monolitici a bobine integrate integrate in elementi strutturali o altri componenti. Ciò può comportare una migliore gestione termica e una riduzione del peso, che a sua volta può contribuire a migliorare l’efficienza e le prestazioni. La possibilità di elaborare diversi materiali all'interno della stessa stampante 3D porta il consolidamento e l'efficienza delle parti a un livello completamente nuovo per batterie e motori elettrici. Inoltre, i vantaggi standard dell’AM per altri settori, inclusa la capacità di immettere nuovi prodotti sul mercato più rapidamente con meno assemblaggio e lavoro manuale, possono aiutare ad accelerare la trasformazione dei veicoli elettrici con l’aumento della domanda.