Salve a tutti, siete all'ascolto di INSiDER - Dentro la Tecnologia, un podcast di Digital People e io sono il vostro host, Davide Fasoli.

Oggi scopriremo cos'è, dove e come viene utilizzata la stampa 3D e quali sono e come funzionano le principali tecnologie di stampa tridimensionale.

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Durante questa settimana Tesla ha annunciato la terza versione del Powerwall, ovvero una batteria domestica in grado di immagazzinare l'energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico oppure prelevata direttamente dalla rete del fornitore energetico.

Esattamente come Powerwall 2, questa nuova versione mantiene una capacità di accumulo massima pari a 13,5 kWh, così come la possibilità di alimentare l'abitazione autonomamente in caso di blackout o isolamento dalla rete.

La differenza sostanziale di questa nuova unità, oltre alla lettera T che sostituisce la parola Tesla, è l'aggiunta di un inverter fotovoltaico integrato in grado di convertire l'energia con un'efficienza dichiarata del 97,5%.

Per essere più precisi, un inverter è infatti uno strumento essenziale da installare, insieme all'impianto fotovoltaico, che consente di convertire la corrente continua prodotta dall'impianto in corrente alternata, ovvero la comune energia elettrica impiegata nelle case e negli uffici.

Con Powerwall 3, perciò, a differenza della versione precedente, non sarà più necessario installare un inverter fotovoltaico di terze parti, ma in ogni caso si ipotizza che quando arriverà in Europa nel 2024, Tesla manterrà comunque nel catalogo entrambe le versioni.

Nel 2003, Apple introdusse il connettore a 30 pin per iPhone e iPod, un'icona della sua era iniziale.

Nel 2012, poi, venne introdotta la porta Lightning, compatta e reversibile.

Negli anni successivi, Apple ha gradualmente adottato la porta USB-C nei suoi dispositivi, iniziando con i computer portatili nel 2015 e poi estendendola agli iPad.

È diventato chiaro che anche iPhone avrebbe seguito questa tendenza.

Apple allo stesso tempo, però, guadagnava dei diritti di licenza tramite il programma Made for iPhone per gli accessori Lightning, e questo reddito significativo ha posto un ostacolo alla transizione.

Ad accelerare questo cambiamento è arrivata nel 2022 l'Unione Europea, che ha approvato una legge che richiede che tutti i telefoni, tablet e fotocamere venduti nel UE siano dotati di una porta USB-C entro il 2024.

Lo scorso martedì, quindi, durante il consueto evento di settembre, Apple ha annunciato questo forzato passaggio dotando i nuovi iPhone 15 e 15 Pro dello standard USB-C.

In particolare, iPhone 15 è dotato di una porta in versione 2.0, che non rappresenta un miglioramento delle prestazioni di trasferimento dati rispetto alla precedente porta Lightning, mentre iPhone 15 Pro monta una porta USB-C in versione 3.0, con la possibilità di trasferire fino a 10 gigabit per secondo, utile per scaricare video ad altissima risoluzione realizzati con le nuove fotocamere.

Dopo vari mesi di test in versione beta, l'intelligenza artificiale generativa di Adobe, Firefly, è stata rilasciata ufficialmente a tutti, accedendo infatti con il proprio account Adobe al sito firefly.adobe.com avremo accesso a diverse funzionalità, dalle più conosciute come la generazione di immagini a partire dal testo, o al riempimento generativo usato ad esempio per ingrandire le immagini, a funzionalità come la generazione di testi con trame ed effetti.

Non essendo più in fase di test, poi, sono stati introdotti generative credits, esattamente come per DALL-E.

Ogni mese, in base al proprio piano, sono disponibili un numero di crediti generativi con cui utilizzare l'IA di Adobe.

Contemporaneamente è stato anche presentato il piano Adobe GenStudio for enterprises pensato ad esempio per le aziende che vogliono creare contenuti social.

Infine, due punti su cui Adobe ha puntato molto sono la questione dell'etica e dell'attribuzione.

Per il primo punto l'azienda fa sapere che Firefly è stato addestrato con un occhio di riguardo sul tema etico.

Sul secondo punto invece le immagini generate dall'IA avranno incluse le Content Credentials, ossia una sorta di metadata che accompagnano l'immagine ovunque e ne indicano la provenienza.

Un approccio differente da quello di Google, di cui abbiamo parlato la settimana scorsa ma con lo stesso obiettivo: riconoscere immediatamente le immagini reali da quelle generate da un'intelligenza artificiale.

Era il 1982 quando l'ingegnere Chuck Hull presentò per la prima volta un nuovo metodo per realizzare dei prototipi in modo semplice e veloce chiamato stereolitografia.

questa innovazione tecnologica venne ufficialmente brevettata nel 1986, segnando così l'inizio di una grande rivoluzione che divenne parte fondamentale per lo sviluppo dell'industria 4.0.

Stiamo parlando della stampa 3D, che nel corso degli anni si è sviluppata ad una velocità esponenziale, introducendo via via innumerevoli e diverse metodologie e tecniche di stampa per poter coprire le nuove esigenze industriali e non.

Contemporaneamente la sua popolarità è aumentata a tal punto che ben presto sono nate numerose comunità open source dove poter condividere software, progetti e addirittura kit per costruire in casa la propria stampante 3D, raggiungendo così prezzi più che accessibili per appassionati e hobbisti di svariati settori.

In questa puntata andremo quindi a vedere dove e come viene utilizzata la stampa 3D, sia in ambito industriale ma ad esempio anche in quello medico, cercando di spiegare quali sono e come funzionano le principali tecnologie di stampa tridimensionale.

Iniziamo dalla tipologia più conosciuta, quella cui solitamente si pensa quando si parla di stampa 3D, ossia la stampa a filamento fuso o a estrusione.

Queste stampanti sono formate da un ugello, poi da un filamento solitamente di materiale plastico e infine da un piano di stampa.

Durante questo processo l'ugello si sposta lungo i vari assi X, Y, Z, ossia avanti, indietro e in verticale.

Contemporaneamente il filamento viene riscaldato e spinto attraverso l'ugello che lo deposita formando i vari strati.

E così strato dopo strato il modello disegnato a computer prende forma e dopo qualche ora e dopo aver rimosso gli eventuali supporti creati per rendere possibile la stampa, l'oggetto è pronto.

Sia per quanto riguarda i materiali che per il suo funzionamento, questo metodo di stampa 3D è ad oggi il più economico e quindi il più adatto per chi, ad esempio, vuole iniziare ad approcciarsi a questo mondo o vuole realizzare piccoli prototipi da presentare o testare.

Chiaramente poi esistono stampanti 3D ad estrusione, più o meno sofisticate e costose, adatte magari a piccole o medie imprese, che permettono ad esempio di stampare oggetti di dimensioni maggiori o hanno un ugello più piccolo per poter raggiungere una definizione maggiore ed evitare il famoso effetto striato degli oggetti stampati in questo modo.

È innegabile che questo tipo di stampa, così versatile, popolare ed economico, sia stato una delle principali tecnologie che hanno trainato l'evoluzione delle industrie moderne, che ormai ne fanno un ampio uso soprattutto per quanto riguarda la prototipazione o per la produzione di pezzi di ricambio nell'ambito della manutenzione.

Ma non è solo l'industria a beneficiare.

Come dicevamo poco fa, queste stampanti sono accessibili anche ad hobbisti, appassionati o piccoli artigiani, ma una tecnologia molto simile viene sempre più utilizzata anche nell'ambito dell'architettura, per stampare piccole case o strutture in cemento.

Con dimensioni maggiori e ugelli molto più grandi, che rilasciano il cemento o l'argilla, infatti, è possibile creare strato dopo strato delle case dal design e dalle forme anche molto complesse, abbassando allo stesso tempo costi e velocità di produzione.

Il principale problema, però, è che ad oggi è possibile stampare solamente strutture di piccole dimensioni.

Nonostante ciò, la stampa 3D nel mondo dell'edilizia può avere un impatto positivo per diversi motivi e scenari.

Pensiamo ad esempio alla possibilità di realizzare in pochissimo tempo delle nuove case, anche temporanee, in aree che sono state distrutte dai terremoti, tornado o inondazioni.

O ancora, in quelle zone in cui c'è una carenza di appartamenti, come nelle periferie delle grandi città o negli ambienti universitari, dove sarebbe possibile a costi relativamente bassi coprire la domanda di stanze.

In ambito spaziale, invece, e la NASA ha già messo a punto una tecnologia per questo scenario, le stampanti 3D potranno essere assemblate su Marte o sulla Luna per realizzare delle piccole strutture abitabili, utilizzando le rocce già presenti e risparmiando sul trasporto del materiale.

Come dicevamo, però, questa è solo una delle tante tecniche di stampa disponibili, quindi proseguiamo presentando la prossima, ossia la stampa a resina.

La differenza di quella estrusione le stampanti a resina sono costituite da una vasca, dove appunto viene colata una resina fotosensibile liquida, che si indurisce se colpita da un fascio laser o da una luce dal basso.

In questo caso, quindi, le stampe avvengono dall'alto verso il basso.

Ad ogni strato viene solidificata la resina e poi l'oggetto stampato viene alzato per proseguire con lo strato successivo.

questa, fra l'altro, è stata la prima tecnologia di stampa 3D, quella inventata da Chuck Hull nel 1982.

La stampa a resina, chiaramente, è più costosa rispetto alla prima, ma resta comunque abbastanza accessibile grazie ai costi che negli anni si sono via via abbattuti.

Tuttavia, questa tecnologia richiede anche maggiore attenzione, in quanto la resina utilizzata produce fumi tossici che richiedono stanze ventilate e, per lo stesso motivo, i residui vanno smaltiti nei modi opportuni.

La qualità di stampa, però, è di gran lunga superiore rispetto alle stampanti a filamento, producendo oggetti più precisi e uniformi.

Per questo motivo, la stampa a resina è più indicata proprio quando si vogliono realizzare prototipi più definiti o direttamente oggetti da commercializzare, come nel caso dell'artigianato, ma è largamente usata anche nell'ambito medico e soprattutto odontoiatrico.

Grazie a questa tipologia di stampa, infatti, è possibile realizzare delle protesi dentali, che si adattano perfettamente alla bocca del paziente grazie alla scansione tridimensionale della bocca.

Le resine utilizzate in questo caso sono chiaramente diverse da quelle usate in ambito industriale, in quanto devono rispondere a caratteristiche ed esigenze differenti.

Passiamo ora alla terza tipologia di stampa attualmente disponibile, ossia la stampa a fusione di polveri.

Come nel caso della stampante a resina, anche qui ci sono solitamente un fascio laser e una vasca, che però viene riempita di polvere.

La polvere può essere di diversi materiali, dalla plastica, al carbonio, alla ceramica o a metalli come l'alluminio.

Il laser scalda le minuscole particelle di polvere, facendole fondere tra loro e creando così l'oggetto strato per strato.

In questo modo è anche possibile realizzare oggetti dalla densità più elevata.

Inoltre, la polvere non utilizzata, oltre a poter essere recuperata per una stampa futura, costituisce allo stesso tempo un perfetto supporto all'oggetto, risparmiando così tempo e materiale per la stampa e permettendo la creazione di forme più complesse e qualitativamente migliori.

Infine, una volta stampato, sarà chiaramente necessaria un'opportuna pulizia della polvere residua.

Questo metodo di stampa, ad esempio, è molto usato nel settore automobilistico.

Per realizzare componenti e attrezzature, protesi, dispositivi medici e così via.

La polvere permette infatti di scegliere tra una vasta gamma di materiali, come polimeri o metalli, nella stampa incredibilmente precisa.

Come possiamo intuire, la conseguenza è che stampanti di questo tipo sono molto costose e arrivano anche a centinaia di migliaia di euro per gli usi industriali e professionali.

Le ultime due tipologie di stampa 3D di cui vogliamo parlare brevemente in questa puntata, infine, sono quelle a getto di materiale e a laminazione.

Questi due metodi hanno una particolarità comune, ossia permettono facilmente di produrre oggetti a colori.

La qualità di stampa tra i due però è notevolmente diversa.

Nel primo caso, infatti, vengono fatte colare delle micro gocce di inchiostro o cera, che vengono poi indurite grazie ai raggi ultravioletti.

Nel secondo, invece, si utilizzano fogli, solitamente di carta, plastica o metallo, che vengono ritagliati e sovrapposti.

È facilmente intuibile, quindi, che, in quest'ultimo caso, il risultato è molto approssimativo, ma la velocità di stampa è nettamente maggiore rispetto a tutte le altre metodologie analizzate.

Proprio per questo motivo la laminazione viene utilizzata quasi esclusivamente per realizzare bozze, prototipi a colori o piccole sculture in carta.

Ciò che emerge maggiormente a questo punto, oltre alla vastità di tecniche di stampa disponibili, adatte per gli usi e le esigenze più disparate, è il ruolo che le stampanti 3D hanno, soprattutto nei processi industriali.

Possiamo facilmente notare, infatti, che in tutti i casi l'uso di questa tecnologia è relegato quasi solitamente alla fase di prototipazione.

Se da un lato, infatti, la stampa 3D ha rivoluzionato il settore grazie alla sua semplicità d'uso e flessibilità, permettendo di dare forma alle idee più disparate, di contro anche per stampare i pezzi più semplici possono volerci diversi minuti, fino ad arrivare anche a diverse ore per i pezzi più grandi e complessi.

Tempistiche che, magari sono compatibili con la produzione di un piccolo artigiano nel settore della manutenzione, ma che chiaramente non possono soddisfare le esigenze dell'industria moderna.

Nonostante ciò, la stampa 3D ha rappresentato una vera rivoluzione, diventando spesso indispensabile e aprendo le porte ad applicazioni che fino a pochi anni fa credevamo fossero impossibili.

Primo fra tutti l'ambito medico, dove, forse, la stampa 3D potrebbe esprimere il suo massimo potenziale.

In questo campo, infatti, non è tanto la velocità di produzione che conta, ma quanto più la possibilità di realizzare, tra virgolette, “prodotti su misura” dei pazienti, riducendo i costi.

Pensiamo infatti alle già citate applicazioni odontoiatriche per la realizzazione di protesi dentali basate su scansioni tridimensionali o alla stampa di dispositivi medicali, esoscheletri o protesi, o a un'applicazione ancora più affascinante per la produzione di tessuti e organi perfettamente compatibili con il corpo del paziente.

Per quanto riguarda l'industria del cibo, invece, abbiamo già avuto modo di avere un assaggio di ciò che vedremo in futuro, con la carne stampata in 3D che, in un modo analogo alla stampa degli organi, utilizza le cellule animali per ricostruire muscoli e grassi.

Concludendo, quindi, negli ultimi 40 anni, da quel 1986, quando fu presentata per la prima volta, la stampa 3D ha veramente avuto un ruolo fondamentale nel velocizzare il progresso tecnologico e, grazie alle nuove applicazioni e a sempre più moderne metodologie di stampa, avrà in futuro un ruolo sempre più centrale, soprattutto in quei settori guidati dall'estrema precisione e dal concetto del prodotto su misura.

E così si conclude questa puntata di INSiDER - Dentro la Tecnologia.

Io ringrazio come sempre la redazione e in special modo Matteo Gallo e Luca Martinelli che ogni sabato mattina ci permettono di pubblicare un nuovo episodio.

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Noi ci sentiamo la settimana prossima.