Produzione additiva e sostenibilità: una questione strategica per gli attori del mercato

Durante Formnext 2021, la più importante fiera internazionale dedicata alla produzione additiva, abbiamo visto macchine nuove e ottimizzate, materiali innovativi, software, soluzioni e applicazioni di post-processing. L’attenzione degli attori del mercato si concentra oggi soprattutto sull’ottimizzazione del prodotto, nonché sull’ottimizzazione della catena di fornitura AM. Tra gli obiettivi principali: creare macchine più efficaci per la produzione in serie; automatizzare i processi di produzione, che stanno contribuendo a solidificare la presenza dell’AM nell’Industria 4.0. L’altro tema molto dibattuto che sta diventando un obiettivo importante nello sviluppo della produzione additiva è la sostenibilità. Ma quali sono le richieste specifiche che il mercato pone alle aziende? E come stanno affrontando le sfide attuali e future? Noi eravamo a Formnext e abbiamo potuto parlare di questo con alcuni degli espositori per scoprire di più sulle aspirazioni dei diversi attori dell’AM.

Come processo in sé, la produzione additiva rappresenta già un metodo di produzione più sostenibile. Questo è particolarmente evidente nel fatto che la stampa 3D elimina l’uso di materiale in eccesso e quindi i rifiuti inutili praticamente dall’inizio. Anche la possibilità di utilizzare il design generativo gioca un ruolo importante in termini di ottimizzazione delle parti ed è uno dei principali vantaggi della stampa 3D rispetto ai metodi di produzione tradizionali. Inoltre, una stampante 3D permette la produzione su richiesta. Questo non solo fa risparmiare tempo, ma elimina anche la necessità di lunghi percorsi di trasporto e aree di stoccaggio, riducendo di conseguenza l’emissione di CO₂.

Grazie al design generativo, i componenti possono essere ottimizzati e il materiale utilizzato in modo efficiente (crediti foto: NuVasive)

Naturalmente, però, anche la stessa stampa 3D ha un impatto sull’ambiente. L’Agenzia federale tedesca per l’ambiente ha pubblicato un rapporto per valutare l’impatto ambientale della stampa 3D, in cui vengono esaminati gli effetti diretti e indiretti. Il rapporto sottolinea in particolare l’elevato fabbisogno energetico, nonché gli inquinanti interni prodotti. Anche l’estrazione di materie prime per il fabbisogno di materiale ha un impatto sull’ambiente. Tuttavia, l’Agenzia Federale per l’Ambiente considera possibile l’implementazione di nuovi concetti di riciclaggio. Le parti stampate potrebbero, per esempio, essere riciclate in un secondo momento come filamento.

AMGTA sensibilizza sui benefici della produzione additiva per l’ambiente

La fondazione dell’organizzazione non-profit AMGTA (Additive Manufacturing Green Trade Association) nel 2019 ha dimostrato che i principali attori della produzione additiva erano interessati a prendere posizione rispetto al tema della sostenibilità. L’ONG mira a sensibilizzare sia l’industria che il pubblico sulla stampa 3D come alternativa sostenibile ai metodi di produzione convenzionali. L’AMGTA ha attualmente 35 aziende di 11 paesi tra i suoi membri, con Stratasys e ExOne tra i membri fondatori. A Formnext, i membri dell’AMGTA hanno parlato in tavole rotonde delle aspirazioni future dell’industria, spiegando ciò che conta di più al momento. Il messaggio chiave sono i seguenti: se la produzione additiva vuole affermarsi come metodo di produzione sostenibile, le promesse non sono sufficienti. L’intero settore deve lasciare che i numeri parlino da soli. Innanzitutto, si è convenuto che si dovrebbe prestare particolare attenzione alla valutazione del ciclo di vita (LCA). Di fatti, i punti deboli possono essere identificati solo se si registrano gli impatti ambientali lungo l’intera catena del valore degli additivi. La raccolta di questi dati è inoltre necessaria per rendere la produzione additiva comparabile con altri processi (tradizionali) in termini di sostenibilità. Quando sarà disponibile un quadro ecologico complessivo, sarà possibile valutare davvero le esigenze del settore in termini di sostenibilità. Oggi molti studi confrontano aspetti importanti come il consumo di energia e di materiali, ma trascurano, ad esempio, che le emissioni di CO₂ causate da lunghi percorsi di trasporto non si verificano quando si usa la stampa 3D.

Crediti foto: AMGTA

Sherry Handel, direttore esecutivo di AMGTA ha spiegato: “La nostra missione sta entrando nel suo terzo anno e ora abbiamo una solida base su cui costruire. Nel 2023 e oltre, abbiamo intenzione di continuare a investire in progetti di ricerca strategicamente importanti sulla sostenibilità nella produzione additiva e di lavorare con i membri per rendere AMGTA fondamentale per l’industria incoraggiando la sostenibilità nel settore della produzione additiva.”

Sostenibilità in primo piano al Formnext

A Formnext, abbiamo anche notato che molti espositori hanno posto l’accento sulla sostenibilità. Abbiamo visto spesso la parola sustainability durante il nostro giro tra i corridoi dei padiglioni: il Green Wall alla Stratasys, la nuova brand identity di Arkema o dichiarazioni mirate su banner e brochure. Parlando con gli espositori, abbiamo scoperto che oltre ai loro sforzi, stanno collaborando sempre più con altre aziende del settore per ridurre l’impatto ambientale della tecnologia lungo l’intera catena del valore.

Crediti foto: 3Dnatives

Tra le azioni intraprese, ad esempio, lo sviluppo di materiali innovativi con un più alto tasso di riciclabilità, la compatibilità di questi con le attrezzature dei produttori, l’ottimizzazione delle attrezzature in termini di consumo energetico e la creazione delle infrastrutture necessarie per un migliore riciclaggio. Tuttavia, le stesse aziende sottolineano che la produzione additiva, come settore, al momento si trova di fronte a un potenziale fallimento globale riguardo a questo aspetto. Infatti, a livello globale non vi è alcuna infrastruttura che guidi le aziende verso la sostenibilità. Concludiamo quindi che la volontà di migliorare l’impatto ambientale da parte dei produttori è presente, il compito ora è quello di unire le forze per dimostrare che la produzione additiva è un passo avanti rispetto ad altri processi anche in termini di sostenibilità.

Cosa dicono le aziende

“Quest’anno abbiamo avviato una nuova linea di produzione per la poliammide 12 e per la polvere PA12, cercando fin dall’inizio di rendere l’intera produzione più efficiente. Ciò significa un minore consumo di acqua, un consumo di energia più efficiente e un minore utilizzo di materie prime con la stessa o addirittura con una maggiore produzione. Questa revisione della linea di produzione ci ha permesso di ridurre la nostra impronta di carbonio annuale di 15.000 tonnellate”. Janusz Berger, Responsabile comunicazioni di mercato di Evonik

“In EOS, abbiamo sviluppato una strategia olistica per una produzione responsabile in termini di sostenibilità. Questa si concentra sulla riduzione delle emissioni di CO₂, sull’eliminazione dei rifiuti nella produzione additiva e su prodotti e servizi ecologici. Il nostro obiettivo principale oggi è quello di puntare sulla trasparenza. Per questo, bisogna anche raccogliere dati per determinare dove sono i punti deboli e i punti di forza nel ciclo di vita dell’AM”. Björn Hannappel, Responsabile sostenibilità di EOS

“L’analisi dei componenti come parte del LCA sta diventando sempre più importante per noi. Ci stiamo dedicando a questo con il progetto Clean Sky dell’UE. Stiamo cercando di affrontare la questione energetica attraverso nuovi materiali e nuovi processi, come, per esempio, attraverso lo studio dell’idrogeno come risorsa nella produzione, così come attraverso la ricerca di geometrie e materiali compatibili”. Andreas Vogelpoth Fraunhofer ILT

“C’è ancora molto da studiare e da imparare sui materiali che usiamo. Abbiamo bisogno di sviluppare nuovi materiali ecologici. I nostri progetti sono solo un punto di partenza verso un mondo più sostenibile.” Nicola Schiavarelli, Co-fondatore di WASP

“Sempre più dipendenti pensano al tema della sostenibilità. Alcuni candidati mi chiedono nei colloqui di lavoro quale sia la politica e la strategia della nostra azienda su questo argomento”. Eric Bono, VP Sales & Development di 6K Additive

“Siamo incredibilmente interessati all’economia circolare. Cioè, cosa possiamo fare per rendere la plastica più facile da separare e per riciclarla più facilmente ed efficacemente. In generale, comunque, la stampa 3D sta esercitando una grande influenza sulle strategie di sostenibilità delle aziende manifatturiere. Questo vuol dire fare attenzione alle parti leggere, al risparmio di materiale, all’accorciamento dei percorsi logistici. In tutte queste aree, la stampa 3D crea un significativo valore aggiunto”. Sascha Petereit, Direttore vendite AM di ARBURG

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