Cosa ha quasi 40 anni ma sembra nuovo di zecca? Che ci crediate o no, è la stampa 3D. Sì, la tecnologia di produzione additiva esiste dall’epoca di Reagan. Ecco un breve tour nella storia della stampa 3D.
1981-1999: L’infanzia dell’Additive Manufacturing
Nel 1981, Hideo Kodama del Nagoya Municipal Industrial Research Institute pubblicò il suo resoconto di un sistema di prototipazione rapida funzionale che utilizzava i fotopolimeri (ne parleremo tra un minuto). Un modello solido stampato veniva costruito a strati, ognuno dei quali corrispondeva a una sezione trasversale del modello. Suona familiare?
Tre anni dopo, nel 1984, Charles Hull ha fatto la storia della stampa 3D inventando la stereolitografia. La stereolitografia permette ai designer di creare modelli 3D usando dati digitali, che possono poi essere usati per creare un oggetto tangibile.
La chiave della stereolitografia è un tipo di materiale a base acrilica noto come fotopolimero. Colpisci una vasca di fotopolimero liquido con un raggio laser UV, e la parte esposta alla luce si trasformerà istantaneamente in un pezzo solido di plastica, modellato nella forma del tuo modello 3D. Inutile dire che questa nuova tecnologia è stata una grande novità per gli inventori, che ora potrebbero teoricamente prototipare e testare i loro progetti senza dover fare un enorme investimento iniziale nella produzione.
Nel 1992, Bill Clinton ha suonato il sax al The Arsenio Hall Show-e 3D Systems (la società di Charles Hull) ha creato la prima macchina al mondo con apparato stereolitografico (SLA), che ha reso possibile fabbricare parti complesse, strato per strato, in una frazione del tempo normalmente necessario. Lo stesso anno, la startup DTM ha prodotto la prima macchina al mondo per la sinterizzazione laser selettiva (SLS), che spara un laser su una polvere invece che su un liquido.
Queste tecnologie erano agli inizi e non erano perfette; c’era qualche deformazione del materiale quando si induriva e le macchine erano proibitive per gli inventori domestici, ma il loro potenziale era innegabile. Decenni dopo, la storia della stampa 3D ha dimostrato che questo potenziale si sta ancora sviluppando.
1999-2010: La storia adolescenziale della stampa 3D
Il periodo precedente all’anno 2000 è stato emozionante, non solo perché, nel 1999, l’originale Beverly Hills 90210 è entrato nella sua ultima stagione in onda, ma anche perché il primo organo stampato in 3D è stato impiantato nell’uomo. Gli scienziati del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine hanno stampato impalcature sintetiche di una vescica umana e poi le hanno rivestite con le cellule di pazienti umani. Il tessuto appena generato è stato poi impiantato nei pazienti, con poche o nessuna possibilità che il loro sistema immunitario lo rigettasse, dato che era fatto delle loro stesse cellule.
In termini medici, questo è stato un grande decennio nella storia della stampa 3D. In soli 10 anni, scienziati di diverse istituzioni e startup hanno fabbricato un rene funzionale in miniatura, hanno costruito una protesi alla gamba con componenti complessi stampati all’interno della stessa struttura, e hanno bio-stampato i primi vasi sanguigni usando solo cellule umane.
Questo è stato anche il decennio in cui la stampa 3D ha incontrato il movimento open-source. Nel 2005, il progetto RepRap del dottor Adrian Bowyer ha lanciato un’iniziativa open-source per creare una stampante 3D che potesse fondamentalmente costruirsi da sola, o almeno stampare la maggior parte delle sue parti. La sua versione del 2008, Darwin, è una stampante auto-replicante che è in grado di fare proprio questo. Improvvisamente, le persone in tutto il mondo avevano il potere di creare qualsiasi cosa potessero sognare da sole (vedi anche: Kickstarter, che è stato lanciato nel 2009 e da allora ha finanziato innumerevoli progetti legati alla stampa 3D).
Dalla metà degli anni 2000, la democratizzazione della produzione ha catturato l’immaginazione del pubblico, così come l’idea della personalizzazione di massa (che, a differenza dei gamberi giganti, non è un ossimoro). La prima macchina SLS è diventata commercialmente praticabile nel 2006, il che ha aperto la porta alla produzione su richiesta di parti industriali. La startup di stampa 3D Objet (ora fusa con Stratasys) ha costruito una macchina che poteva stampare in più materiali, il che ha permesso di fabbricare una singola parte in diverse versioni, con diverse proprietà del materiale.
Le innovazioni intensamente creative del decennio sono state coronate dal lancio di servizi di co-creazione collaborativa come Shapeways, un mercato di stampa 3D dove i designer possono ottenere un feedback dai consumatori e da altri designer e poi fabbricare i loro prodotti a prezzi accessibili. Come ciliegina sulla torta, MakerBot è entrata in scena, fornendo kit fai da te open-source per i creatori di costruire le proprie stampanti 3D e i propri prodotti. A questo punto, le barriere all’ingresso per i designer e gli inventori stavano cadendo ogni giorno.
2011-oggi: 3D Printing in Its Prime
Oggi, guardando indietro solo agli ultimi anni, è difficile non avere la sensazione che gli esseri umani stiano vivendo nel futuro. In arrivo: Jetpack stampati in 3D!
Beh, quasi. Mentre il prezzo delle stampanti 3D è sceso rapidamente e la precisione della stampa 3D è migliorata, gli innovatori stanno spingendo la busta in modi che Charles Hull potrebbe solo sognare. I designer non sono più limitati a stampare con la plastica. Un esempio: ora puoi stampare l’anello di fidanzamento dei tuoi sogni usando oro o argento. Gli ingegneri dell’Università di Southampton hanno fatto volare il primo aereo senza pilota stampato in 3D al mondo, e KOR Ecologic ha prototipato Urbee, un’auto con una carrozzeria stampata in 3D che è costruita per ottenere 200 mpg in autostrada.
Oltre ai gioielli e agli aerei, la stampa 3D viene ora utilizzata per produrre alloggi a prezzi accessibili per il mondo in via di sviluppo, e i visionari hanno iniziato a impiegare la tecnologia per stampare qualsiasi cosa, dalle braccia robotiche intelligenti, ai sostituti delle ossa, e persino particelle spesse solo pochi atomi (che potrebbero portare a elettronica e batterie ancora più piccole).
Questo porta la stampa 3D ai giorni nostri – anche se nel momento in cui questo articolo sarà pubblicato, ci saranno sicuramente stati innumerevoli altri momenti notevoli nella storia della stampa 3D in tutto il mondo. È quasi impossibile stare al passo. In futuro, i bambini costruiranno progetti artistici con le stampanti 3D delle loro classi, e i dentisti saranno in grado di chiamare le prescrizioni per i set di dentiere stampate su misura. Nel frattempo, continuate a guardare il telegiornale e aspettate quel jetpack.
Tre fatti casuali, interessanti e inaspettati sulla stampa 3D
- La NASA è uno dei principali sostenitori della stampa 3D, dal cibo alla prima stampante 3D a gravità zero nello spazio.
- C’è una stampante 3D sul mercato (la Photonic Professional GT) che può creare oggetti non più larghi di un capello umano.
- Louis DeRosa ha usato una 3Doodler-la penna per la stampa 3D resa famosa dal guadagno di 2,3 milioni di dollari su Kickstarter per creare un drone con cornice esacottero funzionante.
Questo articolo è stato aggiornato. È stato originariamente pubblicato nel settembre 2014.
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