Sapete quanto vale il mercato mondiale del manufacturing? Spicciolo più, spicciolo meno, nel 2022 era intorno ai 17 trilioni di dollari. O, se preferite, 17.000 miliardi di dollari. E il mercato della manifattura additiva? Sempre nel 2022, circa 18 miliardi di dollari. Ovvero lo 0,1%, o ancora un millesimo del mercato complessivo. Non è difficile vedere in questo squilibrio una colossale opportunità di business. Secondo Thibaut Mathieu, general manager South Emea di Stratasys, c’è un mercato potenziale di 550 miliardi di dollari che aspetta solo di essere sfruttato, perché, finalmente, ci sono gli strumenti giusti: le tecnologie additive infatti sono maturate, portando alla creazione di stampanti 3D pensate finalmente come macchinari industriali, e non come strumenti da laboratorio.
Non per niente all’evento Additive Manufacturing Conference Italia, l’appuntamento biennale dove Stratasys riunisce partner e clienti per fare il punto su tecnologie, strategie e risultati, quest’anno il tema dominante era proprio “produzione”. Insomma, dopo anni di prototipazione rapida, di piccole serie, di esperimenti in settori di estrema nicchia, le tecnologie additive sono ora pronte ad affrontare la sfida più grande: quella dell’utilizzo come processo produttivo primario in affiancamento ai tradizionali metodi sottrattivi e a iniezione.
Per dimostrare concretamente che è arrivato il momento di trasferire le stampanti 3D dal laboratorio allo stabilimento, Stratasys ha presentato in anteprima all’evento tenutosi a Modena la prima stampante della futura linea F3000. Il modello F3300, mostrato al pubblico dell’Auditorium Monzani, è una stampante in tecnologia Fdm capace di prestazioni doppie rispetto ai modelli precedenti, soprattutto in virtù di una meccanica ad alta dinamica e di una serie di ottimizzazioni che riducono in modo sostanziale i tempi morti: calibrazione, riscaldamento, caricamento, ricerca guasti eccetera.
Dicevamo che il passaggio delle macchine additive dall’uso in prototipazione al mondo della produzione in serie è merito soprattutto della maturazione delle tecnologie, ma non solo. Ci sono altri fattori concomitanti, come per esempio l’ampliamento della gamma dei materiali di consumo, e il miglioramento delle caratteristiche di velocità, affidabilità e controllabilità delle stampanti. E ci sono anche altri fattori, magari meno ovvi: per esempio l’evoluzione delle suite software, che sono oggi più versatili pur risultando di utilizzo più semplice rispetto al passato. E non dimentichiamo il fattore umano: per promuovere l’utilizzo di tecnologie additive bisogna disporre di progettisti che “pensino” in additivo, conoscano le potenzialità (e i limiti) delle macchine e capiscano quando è conveniente scegliere la nuova tecnologia al posto di quella tradizionale. E la nuova generazione di progettisti, quella dei ragazzi che negli ultimi anni si sono costruiti in casa stampanti additive giocattolo con economici kit cinesi, o che hanno potuto sperimentare con vere stampanti negli istituti tecnici e nelle università, sta arrivando nelle aziende, portando il know-how necessario per cambiare le cose. Know-how che, come spesso accade, sarà il fattore determinante per far sì che l’ecosistema della manifattura additiva possa continuare a crescere. All’evento di Modena erano presenti numerosi clienti che hanno testimoniato i risultati ottenuti con le stampanti Stratasys.
Impossibile nominarli tutti, citiamo qualche nome in ordine sparso: 3Dna, società di ingegneria di Pomigliano che offre un servizio a 360 gradi sulle tecnologie additive; Ospedale San Giovanni di Dio di Firenze, dove i chirurghi usano le stampanti 3D per produrre modelli realistici degli organi e dei tessuti sui quali dovranno operare; Dyloan di Chieti, specializzata nella ricerca & sviluppo per il luxury fashion. E ancora, Oxy Implant di Colico, che produce impianti dentali; Baralan, che a Chieti realizza bottiglie di vetro e vasi per l’industria cosmetica; e la comasca Techno, che impiega le stampanti Dlp in produzione nel settore dell’elettrico. Per finire con nomi come Alstom e Ferrari.
F3300, la stampante da produzione che reinventa la tecnologia a filamento
Sono sempre di più i settori industriali che sfruttano la stampa 3D per produrre componenti di prodotti finiti, dall’automotive al machinery, fino al settore dei beni di consumo. In tutti questi casi serve una macchina veloce, affidabile, precisa e molto produttiva. A queste esigenze risponde la nuova F3300, presentata in Italia alla Conference di Modena.
«Con la Stratasys F3300 abbiamo reinventato la tecnologia Fdm – ha detto Niccolò Giannelli, lead application engineer Emea di Stratasys, presentando la nuova stampante – possiamo dire che ora siamo all’Fdm 2.0». Secondo Giannelli, la F3300 risponde alle tre più importanti necessità dei clienti che vogliono produrre parti in basso volume, supporti, strumenti, e prototipi in alto volume. La prima necessità è quella di abbassare il costo per pezzo prodotto, grazie a velocità più elevate, maggiori rese e minori costi di lavoro. La seconda è di ottenere una qualità costante e predicibile dei componenti che si producono. La terza è che le stampanti devono essere progettate per la produzione, ma devono essere sufficientemente semplici da permetterne l’uso anche a operatori addestrati rapidamente.
La F3300 (e le macchine serie F3000 che la seguiranno) risponde a queste esigenze con una impressionante l’innovazione. Per esempio, monta un sistema per il cambio dei tool, essiccatori integrati, quattro nuovi estrusori (utilizzabili per il multicolor, multirisoluzione o ridondanza), autocalibrazione e dispone di un nuovo sistema di controllo avanzato che fornisce all’operatore moltissimi dati sul funzionamento, sfruttabili anche in ottica 4.0. Le novità della F3300 sono coperte da oltre 30 brevetti. La macchina inoltre vanta un volume di stampa di ben 600x600x800mm, e al momento del lancio disporrà di 4 materiali: Asa, Pc, resina Ultem 9085 e Nylon 12CF, disponibili in bobine di grande formato, da 4100cc.
Grazie a una meccanica rapidissima (500 mm/s in stampa, 1.500 mm/s in spostamento) e a estrusori da 270 cc per ora, la F3300 risulta circa il doppio più veloce delle macchine concorrenti. Ma il suo vero punto di forza non è nella velocità pura di stampa, bensì nell’uptime, nella produttività. La F3300, infatti, ottiene questo risultato riducendo i tempi morti tipici delle stampanti additive a filamento: i tempi di calibrazione, preriscaldamento, setup e troubleshooting, che tipicamente assommano a un terzo del tempo di lavoro della macchina, sono ridotti a meno del 15%. La maggiore velocità di stampa fa il resto, portando appunto la velocità totale a circa il doppio della concorrenza, e a un costo per pezzo del 45% inferiore, grazie anche al minor numero di scarti dovuti a difettosità.
Materiali, tre categorie per superare le problematiche del settore
Quello dei materiali di consumo è da sempre un argomento spinoso nel mondo additive. All’inizio il problema era che i materiali erano pochi e mancava la maggior parte dei polimeri normalmente usati per realizzare componenti stampati a iniezione. Poi sono arrivati i problemi relativi ai costi, percepiti come elevati, e al fatto che molte macchine potevano essere alimentate solo da materiali forniti dal produttore della stampante, generando un lock-in con il fornitore che la clientela certo non apprezza. Per risolvere questi problemi, Stratasys ha adottato un approccio su tre fronti, creando un vero e proprio Ecosistema dei Materiali. I materiali di consumo per le macchine Stratasys possono dunque appartenere a tre categorie: gli Stratasys Preferred, gli Stratasys Validated e gli Open.
Gli Stratasys Preferred sono i materiali che Stratasys preferisce per le applicazioni ad alte prestazioni dei propri clienti. Sono sviluppati direttamente da Stratasys o da partner terzi e sono concepiti per garantire la migliore sinergia tra il materiale e la performance della stampante.
Gli Stratasys Validated sono materiali convalidati da Stratasys attraverso test di affidabilità di base, per accelerare l’ampliamento delle opzioni di materiali disponibili sul mercato. Questi materiali possono essere o meno esclusivi di Stratasys.
Infine, gli Open sono materiali non convalidati, accessibili attraverso una Open Material License (Oml). Possono offrire attributi unici e il potenziale per fare fronte a nuove applicazioni, ma non sono stati sottoposti a test di convalida o a processi di ottimizzazione delle prestazioni e della funzionalità sulle stampanti Stratasys.
Questa strategia dovrebbe garantire una certa velocità nel fornire materiali speciali per utilizzi verticali (soprattutto grazie all’iniziativa dei partner) in vista di una futura certificazione, e contemporaneamente contribuire a mantenere una certa competitività nei prezzi.
A che punto è il mondo della stampa 3D?
Secondo Thibaut Mathieu, general manager South Emea di Stratasys, l’additive ha attraversato negli ultimi 10 anni una fase di entusiasmo (2012-2015), seguita da un periodo di silenzio interrotto nel 2020/2021 da un picco dovuto a una Spac bubble (Special Purpose Acquisition Companies – società dotate solo di risorse finanziarie che vengono create per quotarsi in borsa e acquisire successivamente una società operativa non quotata). Spac bubble probabilmente creata per effetto del successo della stampa additiva nel creare ricambi non disponibili causa pandemia. Oggi, passato l’effetto distorsivo della bolla, si torna a valutare l’additive come tecnologia, anche perché, spiega Mathieu, «i nostri clienti sono interessati a creare valore, e non a delle “scatole” dotate di potenziale». Sempre secondo Mathieu, «l’additive rappresenta oggi circa lo 0,1% del mercato manifatturiero globale, che nel 2022 valeva 17 trilioni di dollari, contro i circa 18 miliardi dell’additive (fonte Wohlers Report 2023). Esso quindi rappresenta un’opportunità di business da almeno 550 miliardi di dollari, suddivisi in 5 specifiche aree nelle quali le tecnologie additive presentano considerevoli vantaggi sulle tecniche tradizionali».
Le cinque aree di sicuro successo individuate da Mathieu sono la produzione di oggetti caratterizzati da geometrie complesse, che potrebbe valere circa 12 miliardi di dollari; la produzione sostenibile, con un valore stimato di 99 miliardi; la realizzazione di parti di ricambio normalmente importate tramite lunghe supply chain, un mercato da 101 miliardi di dollari; la manifattura in bassi volumi, che cuberebbe 169 miliardi; e infine la “mass customization”, ovvero la produzione personalizzata di massa, un mercato da almeno 185 miliardi di dollari.
Negli ultimi 15 anni, la crescita del mercato additive è stata graduale ma stabile, e ha attraversato prima la fase dell’entusiasmo nel settore prosumer, con l’arrivo di nuovi player nella fascia bassa del mercato, poi negli ultimi anni quella delle prime applicazioni, con l’espansione a nuovi casi d’uso. «Ma per il periodo dal 2024 al 2030, si prevede il passaggio alle soluzioni complete per la produzione, con workflow completi per le applicazioni manifatturiere e la produzione di componenti finiti. Questo passaggio farà sì che il settore continui a crescere con un Cagr intorno al 10% annuo» ha spiegato Mathieu.
A dire il vero, altri analisti sono anche più ottimisti, Next Move Strategy Consulting, per esempio, parla di un mercato additive che supererà gli 83 miliardi di dollari entro il 2030, con un Cagr intorno al 21%. C’è da dire che il mercato, da un punto di vista finanziario, soffre ancora di qualche problema di gioventù, rendendo difficile fare previsioni precise.
Dove va Stratasys: la Stella Polare del ceo indica la rotta verso il metallo
Negli ultimi anni, Stratasys è cresciuta sia in maniera organica sia per acquisizioni (due delle cinque tecnologie in portfolio, le macchine Laser Dlp a resina e quelle stereolitografiche, sono frutto di acquisizioni), e si sta evolvendo secondo una roadmap pluriennale che il ceo Yoav Zeif, nominato nel 2020, ha messo a punto per “dare la rotta” all’azienda (non per niente la chiamano North Star, la Stella Polare). Il piano è stato posto in atto nel 2021, con la fase di focalizzazione sul core business, sulla crescita organica e sull’eliminazione dei progetti non strategici. Nei due anni seguenti, l’obiettivo dell’azienda è stato di puntare alla leadership nel segmento dell’additive polimerico, in modo trasversale alle varie applicazioni e settori industriali. Quest’anno e nel prossimo futuro, Stratasys si concentrerà sulla manifattura con i polimeri, creando soluzioni end-to-end, anche dedicate a mercati specifici.
Dal 2025 in avanti, l’azienda comincerà ad esplorare le opportunità della stampa additiva dei metalli. Al momento, comunque, non è ancora chiaro se l’approdo al mondo metal avverrà tramite lo sviluppo di una propria linea di stampanti dedicate, o se si punterà all’acquisizione di un’azienda che ha già esperienza nel settore.
Ma questo lo vedremo fra qualche anno. Oggi, invece, «Stratasys si impegna a essere la prima scelta come fornitore di stampa 3D basata su polimeri, in ogni fase del ciclo di vita del prodotto» ha affermato Mathieu.
I numeri di Stratasys e le proiezioni di mercato per il comparto della produzione
I numeri dell’azienda sono senza dubbio interessanti: 35 anni di presenza sul mercato (fu fondata nel 1989 dall’inventore della tecnologia, Fdm S. Scott Crump, con la moglie Lisa), oltre 14.000 macchine installate, oltre 600 milioni di dollari di fatturato, e oltre 2.000 collaboratori distribuiti sui 27 uffici di tutto il mondo.
Medicale, dentale e fashion gli ambiti su sui l’azienda ha deciso di puntare per le sue soluzioni di stampa 3D. Cinque tecnologie utilizzate, per adattarsi a svariati settori industriali.
Ma ci sono anche altri numeri interessanti. Per esempio, quelli che indicano l’evoluzione dell’utilizzo dei materiali polimerici: per esempio, nel 2025 la prototipazione costituirà il 35% del mercato totale dei polimeri, contro il 65% della produzione; ma poiché la produzione riguarderà prodotti e componenti finiti destinati all’end user, l’utilizzo dei polimeri sarà dovuto per l’88% alla produzione e solo il 12% alla prototipazione. Il che significa che l’aumento dei pezzi prodotti porterà all’aumento dei consumi, e quindi dei ricavi per chi vende materiali.
Cinque tecnologie in portfolio per affrontare le sfide della produzione
Negli ultimi anni, Stratasys ha ampliato il suo portfolio di tecnologie, tanto che oggi conta su ben 5 diversi tipi di stampanti, in tecnologia Fdm, PolyJet, letto di polvere, resina e stereolitografia. Il motivo lo spiega ancora Mathieu, e risiede nella rapida evoluzione del mondo dell’additive negli ultimi anni.
Secondo Mathieu, siamo passati dall’idea della stampante 3D generica, taglia unica buona per tutto e per niente, a quella di categorie di stampanti a largo spettro d’utilizzo, adatte per il prototyping, il tooling, ma anche per realizzare pezzi end-user; e da queste ci siamo mossi verso le soluzioni sartoriali, costituite non semplicemente da stampanti, ma da veri e propri “sistemi” di produzione, dove stampante, materiali di consumo e software sono scelti in modo da integrarsi perfettamente per soddisfare una specifica esigenza di produzione. Il focus, insomma, è più sul prodotto finito che si desidera realizzare. Ecco che l’hardware passa dalla “taglia unica” al sistema con funzionalità specifiche dedicate al caso d’uso; che nei materiali si abbandona il sistema “chiuso” e proprietario per passare a un approccio ibrido con materiali “open”, forniti tramite partner e pensati per necessità specifiche; il software lascia l’approccio “uno per tutti” e si trasforma in workflow digitale end to end, grazie a partner specializzati; e il supporto clienti, che era on premise, introduce soluzioni di manutenzione e diagnostica remota.
L’ecosistema, punto di forza di Stratasys
Generalmente, siamo portati a pensare che la riuscita commerciale di un’azienda sia dovuta alla bontà dei prodotti che porta sul mercato.
Ma secondo le persone di Stratasys, c’è anche dell’altro. «Quello che ci caratterizza nel mondo dell’additive manufacturing è quello che noi definiamo “l’Ecosistema Stratasys” – ci ha detto Raffaella Grandi, channel manager Italy dell’azienda – che è composto di svariati elementi. A partire dal software, il GrabCad Print, in tutti i suoi sviluppi e con i suoi diversi moduli, e dall’hardware, con le nostre cinque tecnologie in portfolio ad oggi. E poi le persone, i nostri partner, che sono specializzati, verticali e sono in grado di soddisfare qualsiasi esigenza del cliente: da quando si interfaccia alla stampa 3D, con tutta la parte di redesign for manufacturing, fino alla vendita e all’assistenza post-vendita».
