La manifattura additiva. Alcune valutazioni economiche con riferimento all'industria italiana.

La manifattura additiva (o stampa in 3D) è una modalità produttiva che, utilizzando tecnologie anche molto diverse tra loro, consente la realizzazione di oggetti (parti componenti, semilavorati o prodotti finiti) generando e sommando strati successivi di materiale; ciò contrasta con quanto accade in molte tecniche della produzione tradizionale in cui si procede per sottrazione dal pieno (tornitura, fresatura, ecc.). Si tratta di un’evoluzione importante nell’ambito della più ampia tendenza alla digitalizzazione della manifattura che si attua attraverso il dialogo tra computer e macchine, grazie alla condivisione di informazione (tra macchine, tra persone e tra macchine e persone) resa possibile, tra l’altro, dalla diffusione di internet. Con la manifattura additiva si passa da un disegno CAD ad una lavorazione industriale in un modo profondamente diverso, per esempio, rispetto a quanto avviene con le macchine a controllo numerico: intuitivamente, con questa nuova tecnologia vale il principio per il quale “meno materiale impiego, meno costa” in contrapposizione al “meno materiale tolgo, meno costa” che è tipico delle lavorazioni tradizionali. Dal punto di vista tecnologico non si tratta di un’innovazione recente (la stampa 3D si utilizza da metà anni 80 nella prototipazione rapida). Negli ultimi anni, in ogni caso, le opportunità di utilizzo di questa tecnologia si sono ampliate notevolmente grazie alla possibilità di “stampare” oggetti di maggiori dimensioni, in una gamma assai più ampia di materiali (in plastica, metallo, ceramica, cera, gesso, materiali compositi, elastomeri, fotopolimeri, ecc.), con tempi di produzione assai ridotti rispetto al passato. Anche il costo delle macchine si è ridotto e l’insieme di questi fattori ha permesso uno sviluppo molto importante di questa tecnologia anche nella produzione di componenti per uso finale. Due caratteristiche della produzione additiva sono centrali per comprenderne le potenzialità di sviluppo: consentire di produrre oggetti con geometrie complesse non altrimenti realizzabili in pezzo unico con le tecniche tradizionali, modificandone la struttura costruttiva con un minore impiego di materie prime, maggiori prestazioni e utilizzando materiali diversi da quelli oggi in uso; fare sì che i costi di realizzazione di varianti rispetto ad un modello base siano sostanzialmente nulli. Ciò implica che la manifattura additiva sia poco indicata su produzioni di grandissima serie (non esistono di fatto economie di scala) ma che essa possa aprire nuove possibilità alla “personalizzazione di massa”. Tali caratteristiche rendono oggi concepibile l’utilizzo della manifattura additiva nei casi seguenti: • produzioni in cui essa è la tecnologia di elezione cioè quando permette di ridurre i costi di produzione realizzando oggetti con caratteristiche tecniche uguali o superiori (ciò si verifica oggi principalmente nella produzione di palette per turbine e iniettori di carburante per motori aeronautici) o di ottenere standard qualitativi unici, non ottenibili con tecniche tradizionali (ciò avviene ad esempio nella produzione di alcune protesi ortopediche e nella componentistica per competizioni di auto e moto); • produzioni in cui la tecnologia è competitiva sui costi solo a condizione di modificare il disegno dell’oggetto da realizzare. Le modifiche nel design permettono di valorizzare al massimo il potenziale della manifattura additiva senza compromettere (o migliorando) le caratteristiche tecniche dell’oggetto prodotto. Ciò si verifica oggi principalmente nella componentistica in campo aeronautico. Si tratta però di una fattispecie con enorme potenziale di applicazione nei settori più diversi, a condizione che la progettazione o la re-ingegnerizzazione costruttiva siano coerenti con le potenzialità delle tecnologie additive (think additive); • produzioni in cui la tecnologia non è competitiva in termini assoluti ma può essere economicamente vantaggiosa per altre motivazioni. Tre casi sono particolarmente rilevanti: i) quando il pezzo stampato in 3D costa di più ma la manifattura additiva (grazie alla sua flessibilità, alla rapidità di produzione senza necessità di stampi o altro attrezzaggio) permette di “immagazzinare file” anziché prodotti con conseguente riduzione del capitale immobilizzato nelle scorte e dei costi di magazzino (ciò si verifica in primo luogo per la produzione on demand di pezzi di ricambio, soprattutto in ambito aeronautico); ii) quando la manifattura additiva può permettere di far fronte alla improvvisa ed imprevista mancanza di componenti per la produzione in linea; in questo caso il componente in sé può risultare più costoso ma la flessibilità e la velocità della nuova tecnologia permettono di evitare costi ben superiori connessi all’interruzione della produzione; iii) quando la manifattura additiva consente la reingegnerizzazione costruttiva di pezzi intrinsecamente più efficienti (e più costosi) che consentono, però, di aumentare la produttività di impianti industriali esistenti. Si noti infine che la disponibilità di centri specializzati nella produzione additiva per conto terzi può abbattere i costi ed i rischi di ingresso nell’attività produttiva manifatturiera: una micro o piccola impresa con un’idea innovativa può testarla sul mercato realizzando una piccola produzione di prova prima di effettuare eventualmente investimenti importanti in macchinari (che potranno anche essere di tipo tradizionale). Un importante discorso a latere, non sviluppato nel presente lavoro, riguarda il fenomeno dei cosiddetti “makers”: produttori privati o micro imprese che realizzano in proprio produzioni che spaziano tra l’hobby e l’artigianato ed esplorano nuovi territori della creatività. Oltre a generare una utilità per i protagonisti, queste attività possono contribuire a creare un humus favorevole allo sviluppo di una nuova cultura manifatturiera, specie tra i più giovani. In definitiva, la manifattura additiva costituisce un’innovazione radicale e assai rilevante, capace di produrre modificazioni profonde nell’economia e nella società da molteplici punti di vista. Ci si aspetta la possibilità di realizzare oggetti con nuove geometrie, di ridurre le scorte di magazzino, di realizzare una “personalizzazione di massa” di molti prodotti, di ridefinire i processi di localizzazione delle attività produttive con una diversa logistica, una nuova organizzazione del lavoro, nuove professionalità nel campo della manifattura e dell’artigianato e nuovi spazi per l’azione creativa di singoli cittadini. Questo mutamento tecnologico pone d’altra parte notevoli sfide relativamente – tra l’altro – al tema della protezione della proprietà intellettuale e della formazione scolastica e professionale, oltre che sul piano occupazionale. Da quest’ultimo punto di vista è bene riflettere sulla rilevanza della sfida posta dalla manifattura additiva all’assetto produttivo tipico dell’industria tradizionale, caratterizzata da grandi imprese a localizzazione accentrata e catene del valore distribuite globalmente. Le prospettive che si associano ad uno sviluppo della produzione additiva, infatti, sembrano andare nella logica di una transizione verso un nuovo modello di manifattura artigianale digitalizzata, “intelligente”, fortemente capitalizzata e assai meno labour-intensive, distribuita localmente e meno attratta che in passato dalla delocalizzazione produttiva. I settori ad oggi più coinvolti sono – oltre alla prototipazione in generale – l’aerospaziale, l’automotive, il biomedicale, il packaging. La manifattura additiva è inoltre particolarmente diffusa nel processo produttivo del settore della produzione del gioiello. Osservatori qualificati prevedono un possibile sviluppo anche nei settori delle pompe idrauliche e degli accessori per la moda. Molte delle argomentazioni che presentiamo e i settori produttivi coinvolti inducono a pensare che si tratti di un processo di cambiamento di particolare interesse per il tessuto produttivo italiano, caratterizzato da una larga prevalenza di PMI e forte nei settori considerati. Le tecniche della produzione additiva, infatti, sviluppano i punti di forza dei settori in cui le economie di scala non sono un fattore importante di successo e in cui invece l’agilità e la rapidità di azione costituiscono un fattore vincente.