Stampa 3D nello spazio. Perché è importante sulla Terra
Sia la NASA che l’ESA – Agenzia Spaziale Europea stanno portando avanti progetti per la stampa 3D sulla Luna e sulla Stazione Spaziale Internazionale
La NASA sta sviluppando diversi progetti dedicati alla nuova esplorazione della Luna, basati sulla stampa 3D e la manifattura digitale il cui obiettivo è costruire alloggi, infrastrutture, strumenti o pezzi di ricambio necessari per far avanzare l’esplorazione dello spazio, utilizzando potenzialmente polvere spaziale o roccia come materia prima.
Anche l’ESA e le società spaziali private stanno ricercando e sviluppando casi d’uso simili.
Lo stato dell’arte
“L’accelerazione delle applicazioni spaziali per la stampa 3D sta determinando progressi più ampi nel settore, sia in termini di flusso di investimenti che di progresso della tecnologia”, ha affermato Wilderich Heising, partner di Boston Consulting Group, specializzato nella produzione additiva.
Le stime di BCG stimano il valore del settore della stampa 3D nel 2022 a circa 18 miliardi di dollari, e si prevede che crescerà fino a raggiungere i 95 miliardi di dollari entro il 2032.
Il progetto Olympus
Proprio la NASA ha finanziato con $57,2 mln il Progetto Olympus di ICON, azienda di settore, per usare la stampa 3D per costruire sulla superficie lunare le prime abitazioni permanenti. Il progetto, giunto ormai alla sua terza fase, è pronto a costruire grazie alla stampa 3D abitazioni stabili sulla Luna e su Marte.
Il team di ICON, leader tecnologica nella costruzione di abitazioni stampate in 3D ha ricevuto lo scorso anno un finanziamento da 57,2 mln di dollari dalla NASA per sviluppare un sistema che permetta di sfruttare le risorse lunari e marziane per costruire abitazioni stabili sui due corpi celesti. Il progetto è un “pilota”, il cui obiettivo ultimo è sviluppare un sistema multiuso che possa essere trasportato nello spazio e permetta alla NASA si stabilire una presenza duratura sulla Luna.
Il Progetto Olympus supporta il programma Artemis della NASA, che riporterà l’uomo sulla Luna. Nel video, qualche suggestione in più:
Parallelamente al Progetto Olympus, lCON è anche impegnata con la NASA e con i progettisti di Bjarke Ingels Group (BIG), nella realizzazione di una base spaziale stampata in 3D installata all’interno del Johnson Space Center. Il progetto denominato Mars Dune Alpha, permetterà agli astronauti di simulare nel concreto la vita sul Pianeta Rosso, realizzando le abitazioni unicamente con le risorse a disposizione del pianeta.
La pervasitivà della stampa 3D
La stampa 3D è una tecnica per creare un oggetto da un file digitale aggiungendo strati successivi di materiale fino alla formazione dell’oggetto.
Esempi di casi d’uso esistenti includono strutture leggere come parti di aeromobili e prodotti medici o dentistici in cui è necessaria la personalizzazione. Se hai partecipato a una edizione di Maker Faire Rome o segui questo blog avrai conosciuto molti progetti o letto molti articoli di approfondimento sul tema.
La stampa 3D è un’ulteriore tecnologia nella cassetta degli attrezzi delle aziende produttrici e manifatturiere, per la produzione di parti di uso finale, e questo è un fenomeno trasversale, che tocca molti settori industriali.
Lo spazio sarà la dimostrazione definitiva della “produzione distribuita”, il modello che deriva dall’impiego della stampa 3D. Nel “vecchio mondo”, quello precedente alla stampa 3D, dipendevamo dalle fabbriche per la fornitura di prodotti. Oggi, con la stampa 3D possiamo stampare prodotti esattamente lì dove sono necessari, ad esempio nello spazio, su piattaforme petrolifere o in siti remoti di manutenzione di aeromobili in tutto il mondo.
Possiamo produrre ciò che serve ovunque nel mondo, o anche oltre, nello spazio o sotto il mare.
La stampa 3D per lo sviluppo nello Spazio
Sicuramente, dati i progetti e gli investimenti in corso, il fenomeno della stampa 3D per lo spazio è destinato a crescere esponenzialmente. Considerato il ritmo dei progressi compiuti finora, possiamo essere fiduciosi che le sfide che pone saranno agevolmente superate.
Nello Spazio ci sono sfide specifiche da superare come, ad esempio:
- l’uso di alcuni materiali, che sarà limitato poiché la composizione chimica di alcuni materiali può cambiare in ambienti difficili
- far funzionare le stampanti in un ambiente a gravità prossima allo zero e in assenza di pressione: non è un compito banale
Tuttavia, ci sono chiari vantaggi e una proposta di valore:
- la possibilità di ottenere pezzi di ricambio o materiali da costruzione molto più velocemente e ad un costo molto inferiore rispetto a dover trasportare merci dalla Terra
- pochi rifiuti: la natura additiva della stampa 3D significa che vengono generati pochi rifiuti, eliminando il problema dello smaltimento dei rifiuti nello spazio
La proposta di valore è chiara e possiamo ritenere che la stampa 3D nello spazio diventerà probabilmente una realtà entro i prossimi 5-10 anni.
D’altro canto però resisterà anche la produzione convenzionale, alla quale si affiancherà. Possiamo quindi stimare che entro il 2040 la stampa 3D nello spazio avrà un ruolo significativo, ma non sostituirà la produzione tradizionale.
Il futuro della stampa 3D sulla Terra
Anche sulla Terra, comunque, le sfide per la stampa 3D non sono interamente superate. L’industria della stampa 3D dovrebbe, infatti, spostare l’attenzione dalla prototipazione all’identificazione delle giuste applicazioni di produzione e quindi al supporto del produttore nell’utilizzo della tecnologia. Invece di fornire stampanti adatte a tutti, i produttori necessitano di stampanti plug-and-play che possano essere collegate ai sistemi di fabbrica e stampare senza ulteriori necessità di progettazione e adattamento.
Mettere l’utente in primo piano, al centro della progettazione e delle strategie, e concentrarsi sulla fornitura di soluzioni esattamente ai punti critici della produzione è la strada.
La stampa 3D ha spesso investito molto nel dimostrare le proprie capacità tecniche ma è ora che l’industria di settore spinga maggiormente sulla soluzione delle esigenze esistenti, per fornire soluzioni capaci di creare reale valore tecnologico per i suoi clienti – e i loro processi produttivi.
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fonti: BCG I NASA I ICON
immagine di copertina: Un rendering del progetto Olympus/ courtesy ICON
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