Lisa Harouni: Un'introduzione alla stampa 3D

Oggi è ormai una realtà la possibilità di scaricare prodotti da internet, o meglio, file di prodotti da internet, probabilmente modificarli e personalizzarli secondo le nostre preferenze e il gusto e poter inviare quelle informazioni a una stampante che fabbricherà l'oggetto al momento. Noi possiamo davvero costruire per voi, molto rapidamente, un oggetto reale. Ciò che ci permette di farlo è una tecnologia emergente chiamata produzione additiva o stampa 3D.

Questa è una stampante 3D. Sono in circolazione da circa 30 anni, stupefacente se ci pensiamo, ma solo ora stanno cominciando ad arrivare al grande pubblico. Tipicamente voi prendereste i dati, come questi di una penna che sono una rappresentazione geometrica in 3D del prodotto, e noi inseriremmo quei dati e il materiale in una macchina. Il processo che avverrebbe nella macchina è tale per cui, strato per strato, il prodotto verrebbe costruito. E potremmo tirare fuori il prodotto finito pronto all'uso, oppure, forse, assemblarlo per creare qualcos'altro.

Ma se queste macchine sono in giro da circa 30 anni, perché non ne sappiamo niente? Perché tipicamente sono sempre state inefficienti, inaccessibili, non abbastanza veloci, molto costose. Ma oggi, stanno diventando una realtà tale da cominciare ad avere successo. Molte barriere stanno crollando. Questo vuol dire che anche voi potrete presto avere accesso a queste macchine, se non già ora. Questo cambierà e sconvolgerà il panorama della produzione, e quasi certamente le nostre vite, i nostri affari e le vite dei nostri figli.

Come funziona? Di solito sono necessari dati CAD, file per disegno industriale creati con programmi di disegno professionali. Qui potete vedere un ingegnere, ma potrebbe essere un architetto o un product designer professionista, creare un prodotto in 3D. Queste informazioni vengono mandate alla macchina che le suddivide in rappresentazioni bidimensionali di quel prodotto per tutta la lunghezza... un po' come affettare un salame. E i dati, strato per strato, passano attraverso la macchina, che cominciando dalla base del prodotto, deposita il materiale uno strato sopra l'altro fondendo il nuovo strato di materiale su quello precedente in un processo additivo. Il materiale depositato è in forma liquida o in polvere. Il processo additivo può avvenire per fusione e poi posizionamento o viceversa. In questo caso vediamo una sinterizzatrice laser sviluppata dalla EOS. In realtà sta usando un laser per fondere il nuovo strato di materiale sul vecchio. Col tempo, in realtà molto rapidamente, nel giro di ore, possiamo costruire un prodotto reale, pronto per essere tirato fuori e usato. E' un'idea veramente straordinaria, ma oggi è una realtà.

Tutti questi prodotti che vedete sullo schermo sono stati fatti nello stesso modo. Sono tutti stati stampati in 3D. E potete vedere che variano dalle scarpe ad anelli fatti di acciaio, dalle cover in plastica per i telefoni fino per esempio agli impianti per le colonne vertebrali creati in titanio di qualità medicale e ai componenti di motori. Ciò che noterete di tutti questi prodotti è che sono molto, molto intricati. Il design è straordinario. Visto che prendiamo questi dati in forma 3D, suddividendoli prima che vadano alla macchina, possiamo creare strutture molto più intricate che con qualunque altro processo produttivo, o che sarebbero altrimenti impossibili da creare. Possiamo creare parti con componenti mobili, cerniere, parti all'interno di parti.

In alcuni casi, possiamo eliminare totalmente la necessità di manodopera. Sembra fantastico. E' fantastico. Oggi possiamo avere delle stampanti 3D che creano strutture come questa. E' alta quasi tre metri. Ed è stata costruita depositando strati su strati di arenaria artificiale, ognuno con uno spessore tra i 5 e i 10 millimetri, creando lentamente questa struttura. E' stata costruita da uno studio di architetti chiamato Shiro. E ci si può camminare all'interno. All'altro capo dello spettro, questa è una microstruttura. E' stata creata depositando strati di circa 4 micron. La risoluzione è davvero incredibile. Il livello di dettaglio ottenibile oggi è stupefacente.

Chi usa le stampanti 3D? Tipicamente, visto che possiamo creare prodotti molto in fretta, vengono usate da designer o da chiunque voglia un prototipo di un prodotto o voglia creare o replicare rapidamente un progetto. Ciò che davvero è sorprendente di questa tecnologia è che si possono creare prodotti su misura in massa. Praticamente non c'è economia di scala. Si possono creare variazioni uniche molto semplicemente. Gli architetti, per esempio, vogliono creare prototipi dei loro edifici. Qui potete vedere un edificio della Free University di Berlino, è stato progettato da Foster and Partners. Non si poteva costruire in altro modo. Anche a mano sarebbe stato molto difficile.

Questo è un componente di un motore. Sviluppato da una ditta chiamata Within Technologies con la 3T RPD. E' molto, molto, molto dettagliato all'interno. La stampa 3D può abbattere le barriere di design che sono un ostacolo per la produzione di massa. Se guardiamo all'interno di questo prodotto che è qui davanti a voi, vediamo molti di canali di raffreddamento che lo attraversano, che lo rendono un prodotto più efficiente. Non lo si potrebbe creare con tecniche standard neanche se lo si facesse a mano. E' più efficiente perché si possono creare tutte queste cavità all'interno che raffreddano i fluidi. L'industria aerospaziale usa la stampa 3D, come quella automobilistica. Componenti più leggeri creano minor spreco di materiale. Le prestazioni e l'efficienza eccedono gli standard della produzione di massa.

Prendendo questa idea di creare strutture molto dettagliate, possiamo applicarla a strutture a nido d'ape da usare negli impianti. Gli impianti, di solito, sono più efficaci nel corpo quanto più sono porosi, perché i nostri tessuti vi crescono all'interno. C'è una minore probabilità di rigetto. Ma è molto difficile produrli con metodi standard. Con la stampa 3D vediamo che oggi possiamo produrre impianti ancora più accurati. E in effetti, visto che possiamo produrre prodotti su misura e singole varianti in quantità, possiamo produrre impianti specifici per singoli individui.

Come potete vedere questa tecnologia e la qualità di quello che esce dalle stampanti sono fantastiche. E cominciamo a vedere i loro usi su prodotti finali. E più i dettagli migliorano, più aumenta la qualità, i prezzi delle stampanti stanno crollando e queste stanno diventando più veloci. E ora sono anche abbastanza piccole da stare su una scrivania. Oggi si può comprare una stampante per 300 dollari, che potete montare da soli, davvero incredibile.

Ma la domanda però nasce spontanea: perché non ne abbiamo una in ogni casa? Semplicemente perché la maggior parte di noi non sa come creare i dati necessari per una stampante 3D. Se vi dessi una stampante 3D non sapreste come darle le istruzioni per stampare quello che volete creare. Ma ci sono sempre più tecnologie, software e processi che stanno abbattendo quelle barriere. Credo che ci troviamo a un punto di svolta tale per cui questo è qualcosa che non possiamo evitare. Questa tecnologia sconvolgerà davvero il panorama della produzione e credo che causerà una rivoluzione nei processi produttivi.

Oggi, quindi, potete scaricare da internet i prodotti, qualunque cosa potreste volere sulla scrivania, penne, fischietti, spremiagrumi. Potete usare programmi come Google SketchUp per creare prodotti dal nulla molto facilmente. La stampa 3D può anche essere usata per scaricare pezzi di ricambio da internet. Immaginate di avere, per esempio, un aspirapolvere in casa che si è rotto. Avete bisogno di un pezzo di ricambio ma scoprite che quel modello non è più in produzione. Riuscita a immaginare di cercare online, e potreste farlo davvero, e trovare quel pezzo di ricambio in un database di forme di oggetti fuori produzione? E scaricare quelle informazioni, quei file, per poi costruire l'oggetto a casa vostra, pronto all'uso, on demand? In effetti, dato che possiamo creare pezzi di ricambio, queste macchine si stanno in pratica costruendo da sole. Qui ci sono macchine che fabbricano se stesse. Questi sono pezzi di una macchina RepRap, una specie di stampante da scrivania.

Ma quello che interessa di più alla mia compagnia è il fatto che potete creare prodotti unici in massa. Non c'è bisogno di crearne migliaia di milioni e spedirli in Cina perché siano pressofusi. Potete farlo fisicamente sul posto. Questo vuol dire che possiamo presentare al pubblico la prossima generazione della personalizzazione. Questo è qualcosa di già possibile oggi. Potete decidere di persona l'aspetto che avranno i vostri acquisti.

Siamo tutti abituati all'idea di customizzazione e personalizzazione. Grandi marchi come Nike lo fanno. Internet ne è piena. In effetti ogni grande marchio famoso vi permette di interagire con i propri prodotti ogni giorno, dalle auto Smart a Prada ai Ray Ban, per esempio. Ma questa non è vera customizzazione di massa; è conosciuta come variante di prodotto, variazioni dello stesso prodotto. Ciò che si può fare adesso è influenzare il prodotto e modificarne la forma.

Non so voi, ma ci sono state occasioni in cui sono entrata in un negozio sapendo esattamente cosa volevo e ho cercato dappertutto la lampada perfetta che sapevo dove avrei messo in casa, ma non riuscivo a trovare quella giusta, oppure il gioiello perfetto per me o per fare un regalo. Immaginate ora di poter comunicare con il marchio e interagire per trasferire i vostri desideri al prodotto che stiamo per comprare.

Oggi potete scaricare un prodotto con un software come questo e vedere il prodotto in 3D. Questo è il tipo di dati 3D che la stampante può leggere. Questa è una lampada. E potete cominciare a modificarne il design. Potete decidere di che colore sarà, e magari scegliere il materiale. Potete anche provare a modificare la forma del prodotto, all'interno di limiti sicuri. Ovviamente il pubblico non è composto di designer professionisti. Questo software manterrà ogni individuo all'interno dei confini del possibile. E quando si è pronti a comprare l'oggetto con il design personalizzato cliccando su "Enter" questi dati vengono convertiti in dati che una stampante 3D può leggere e poi passati a una stampante 3D, magari sulla scrivania di qualcuno.

Non penso che questo sarà immediato. Non credo che succederà a breve. E' più probabile, e lo stiamo vedendo già oggi, che i dati vengano mandati ad un centro di produzione locale. Vuol anche dire minori emissioni inquinanti. Invece di spedire un prodotto da un capo all'altro del mondo ora trasferiamo dei file via internet. Ecco il prodotto mentre viene costruito. Ecco, qui è uscito dalla stampante in un unico pezzo e la parte elettrica è stata inserita dopo. E' la lampada che potete vedere qui. Quindi se avete i dati potete creare l'oggetto su richiesta.

Non è necessario usare questa tecnologia per personalizzazioni estetiche, si può usare per customizzazioni funzionali, scannerizzando parti del corpo e creando protesi su misura. Possiamo prestare questa tecnologia alla costruzione di protesi, un campo molto specializzato secondo gli handicap di ognuno. Possiamo creare protesi molto specifiche per ogni individuo. Parlando di denti, oggi potreste farvi scannerizzare i denti e avere capsule su misura costruite così. Mentre aspettate il dentista, una macchina costruirà silenziosamente le capsule pronte a essere inserite.

Parlando della creazione di impianti, i dati ottenuti da una risonanza magnetica possono essere convertiti in dati 3D e usati per creare impianti su misura. Oppure pensiamo all'idea di costruire quello che è all'interno dei nostri corpi. Vedete, questi sono due polmoni e l'albero bronchiale. E' molto intricato. Non potreste crearlo o simularlo in altro modo. Ma con i dati della risonanza possiamo costruirlo, in tutta la sua complessità, come vedete. Usando questo processo i pionieri di questo campo stanno allineando cellule. Uno di questi pionieri, per esempio, è il dottor Anthony Atala, che sta studiando il modo di allineare cellule per creare parti del corpo come vesciche, valvole, reni. Ora, tutto questo non è ancora pronto per il pubblico, ma è un lavoro in corso.

Per concludere, siamo tutti individui. Abbiamo tutti preferenze e necessità diverse. Ci piacciono cose diverse. Le nostre misure sono diverse così come le nostre aziende. Le aziende vogliono cose diverse. Non ho alcun dubbio che questa tecnologia causerà una rivoluzione nei metodi produttivi e cambierà il panorama della produzione per come la conosciamo.

Grazie.

(Applausi)