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C'è chi la definisce una delle più grandi innovazioni nel settore manifatturiero a partire dalla rivoluzione industriale. E chi la battezza come la quinta rivoluzione industriale, quella che cambierà, e sta già cambiando, il modo di pensare le fabbriche e di farle funzionare. La stampa 3D è una pietra miliare di una nuova era dell'industria manifatturiera? Molti sono di questa idea, convinti dell'efficacia delle tecnologie che abilitano lo sviluppo e l'ingegnerizzazione dei prototipi in tempi molto rapidi. Charles "Chuck" Hull, 74enne ingegnere fisico americano che il prossimo 21 maggio entrerà a far parte della National Inventors Hall of Fame statunitense - al fianco di figure storiche quali Thomas Edison, Henry Ford e Steve Jobs - è colui che ha inventato, di fatto, la stampa 3D.

L'essenza della genialità di Hull si è manifestata nel lontanissimo 1983, quando ebbe l'intuizione di impilare in strati laminati molti sottili la resina sintetica allo stato liquido utilizzata per i rivestimenti, sfruttando la luce a raggi ultravioletti per "cuocere" i suddetti vari strati in un'unica forma. Il procedimento era il seguente e ha influenzato le tecniche di produzione industriale moderne: una volta induritosi uno strato, inizia la stampa dello strato successivo fino al componimento dell'oggetto finale. Il principio basico della stampa 3D prese così vita senza che il suo ideatore potesse immaginare gli effetti a cascata della sua scoperta.

Da dipendente della Ultraviolet Products, Hull dedicava intere settimane allo stampaggio di piccoli componenti in plastica che poi accorpava in un unico oggetto per formare un prototipo. Un processo certosino che richiedeva tempo, che rallentava considerevolmente lo sviluppo dei prototipi stessi; le parti in questione erano però essenziali per testare la fattibilità a livello progettuale dei nuovi prodotti. Il ricorso a raggi ultravioletti cambiò radicalmente il modello: anziché utilizzare la luce solo per indurire singoli strati sottili di polimeri fotosensibili, Hull accatastò migliaia di questi strati di plastica. E diede il là alla creazione di oggetti 3D di qualsiasi forma, brevettando di fatto con la stereolitografia (il brevetto vero e proprio fu depositato nel 1984, a nome dell'azienda per cui Chuck lavorava) il sistema di stampa a prototipazione rapida in tre dimensioni utilizzato ancora oggi, seppur con procedure via via ulteriormente affinatesi.

La storia di Hull è quindi anche quella di un imprenditore che ha saputo assumersi rischi. Constatata le difficoltà finanziarie della Ultraviolet Products nel sostenere l'ulteriore sviluppo e la commercializzazione dell'invenzione, fondò una propria azienda, ottenendo in licenza dalla sua ex compagnia la tecnologia brevettata. Nacque così 3D Systems, di cui Hull è tutt'ora Executive Vice President e Chief Technology Officer, una delle realtà più importanti al mondo nel campo del printing 3D, con un catalogo che spazia dai singoli componenti prodotti su misura alle stampanti vere e proprie con a bordo una tecnologia software sviluppata in house.

Chi beneficiò, da subito, dell'invenzione di Hull (al suo primo brevetto ne sono seguiti altri 30) furono le grandi aziende, e questo in ragione degli elevati costi di approvvigionamento dell'attrezzatura di stampa. Un investimento che però si dimostrò velocemente proficuo, soprattutto nel settore automobilistico: ridurre di mesi lo sviluppo dei prototipi dei motori ad alte prestazioni per la auto di Formula 1 o delle leve e dei pulsanti delle comuni vetture di serie, tutte componenti generate da una stampante 3D, era (ed è) il grande salto in avanti per rendere più efficiente, veloce ed economico l'intero processo di realizzazione di un prodotto finito.

Nel tempo le aree di applicazione della tecnologia di stampa prototipale è aumentato considerevolmente, ha messo radici in campo medico (si riproducono per esempio le mandibole e le strutture facciali di un paziente e la nuova frontiera guarda alla ricostruzione di singoli organi con materiali organici) e sanitario (apparecchi acustici) come nell'industria meccanica (ali di aerei, biciclette elettriche) e in varie altre ancora (manichini intelligenti per i crash test, modelli architettonici, oggetti di arredo, giocattoli). Quello delle stampanti e dei servizi di stampa 3D è uno dei mercati a maggiore potenziale di sviluppo dell'industria tecnologica: nel 2012 è stato valutato 2,2 miliardi di dollari e secondo le stime più recenti toccherà i 4 miliardi entro il 2025.

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C'è chi la definisce una delle più grandi innovazioni nel settore manifatturiero a partire dalla rivoluzione industriale. E chi la battezza come la quinta rivoluzione industriale, quella che cambierà, e sta già cambiando, il modo di pensare le fabbriche e di farle funzionare. La stampa 3D è una pietra miliare di una nuova era dell'industria manifatturiera?

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La mia esperienza personale con la stampa 3D e con il mondo della terza rivoluzione industriale. Un cubo realizzato per soddisfare un'esigenza sorta durante l'organizzazione di una festa

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Un esempio di costruzioni paradossali create tramite stampa in 3D

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La stampa 3D è utilizzabile in vari settori come ad esempio quello della moda

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L'utilizzo della stampa 3D per la creazione di protesi ad hoc

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Un gesso stampato in 3D stampato dopo aver realizzato un calco virtuale

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Avi Reichental Intro to 3d printing | Faculty 101 | Singularity University