La stampa 3D è un processo di produzione che consente la creazione di oggetti tridimensionali a partire da un modello digitale. Esistono due tipologie di stampa 3D:

• sottrattiva: partendo da un blocco di materiale viene rimossa la parte in eccesso ottenendo la forma desiderata;
• additiva: mediante il deposito sequenziale di materiale strato dopo strato.

Il modello digitale può essere creato utilizzando software di progettazione assistita dal computer (CAD) o acquisendo l’immagine grazie ad uno scanner 3D.

La stampa 3D è utilizzata in una vasta gamma di settori, tra cui manifatturiero, medicina, aerospaziale, architettura, moda, prototipazione rapida e arte. Le sue applicazioni sono in costante espansione, e le tecnologie e i materiali associati stanno crescendo, consentendo la creazione di oggetti sempre più complessi e personalizzati.

Il procedimento di stampa

Per stampare un oggetto in 3D occorre un modello prodotto solitamente con dei software di modellazione 3D come Blender, AutoCAD, OpenSCAD e Fusion 360. In alternativa, esistono soluzioni con scanner 3D per poter replicare l’oggetto che si desidera stampare. Finito questo passaggio si salva il modello nel formato STL e lo si carica in un software di stratificazione. Ne esistono di diversi tipi, sia open source sia proprietari e tra i più famosi possiamo trovare CURA, Slic3R e Repetier host. In questi software si possono impostare tutti i dati della stampante 3D e molti parametri per la stampa, come lo spessore dello strato (layer), il riempimento (infill), la velocità di stampa. Inseriti tutti i parametri si può mandare in stampa l’oggetto salvando il file in un formato apposito che possa essere letto dalla stampante 3D, il G-Code.

Applicazioni e utilizzo

La stampa 3D si usa comunemente nella visualizzazione dei modelli, nella prototipazione/CAD, nella colata dei metalli, nell’architettura, nell’educazione, nella tecnica geo spaziale, nella sanità e nell’intrattenimento/vendita al dettaglio. Altre applicazioni includerebbero la ricostruzione dei fossili in paleontologia, la replica di manufatti antichi e senza prezzo in archeologia, la ricostruzione di ossa e parti di corpo in medicina legale e la ricostruzione di prove gravemente danneggiate acquisite dalle indagini sulla scena del crimine. Utilizzando particolari processi di scansione e stampa 3D è anche possibile riprodurre i beni culturali.

Più recentemente, si è suggerito l’uso della tecnologia della stampa 3D per espressioni di tipo artistico.^[11] Gli artisti hanno usato le stampanti 3D in vari modi.^[12]

La tecnologia della stampa 3D viene attualmente studiata dalle aziende e dalle accademie di biotecnologia per il possibile uso nelle applicazioni d’ingegneria tissutale in cui sono costruiti organi e parti di corpo usando tecniche a getto d’inchiostro. Strati di cellule viventi sono depositati su un mezzo gelatinoso e accumulati lentamente per formare strutture tridimensionali. Per riferirsi a questo campo di ricerca si sono usati vari termini: tra gli altri, stampa organica, bio – stampa e ingegneria tissutale assistita da elaboratore.^[13] La stampa 3D può produrre una protesi personalizzata dell’anca in un unico passaggio, con la parte sferica dell’articolazione permanentemente nella cavità articolare, e anche con le attuali risoluzioni di stampa l’unità non richiederà la lucidatura.

Grazie alle stampanti 3D è stato possibile realizzare anche abitazioni ecologiche, come Villa Asserbo, in Danimarca, a 60 km a Nord da Copenaghen. Gli architetti danesi dell’entileen (gli ideatori) hanno inserito i progetti digitali dell’abitazione in una stampante CNC – provvista di un trapano delle dimensioni di una stanza – che gli ha permesso di ultimare la costruzione in sole quattro settimane utilizzando 820 fogli di compensato ricavato dalle foreste certificate Finlandesi.

L’uso delle tecnologie di scansione 3D consente la replica di oggetti reali senza l’utilizzo delle tecniche di stampaggio, che in molti casi possono essere più costose, più difficili, o anche più invasive da eseguire; particolarmente con preziosi o delicati manufatti dei beni culturali^[14] dove il contatto diretto delle sostanze di stampaggio potrebbe danneggiare la superficie dell’oggetto originale.

Esistono anche stampanti 3D in grado di utilizzare materiali additivi. Questo tipo di stampanti contribuiscono favorevolmente all’ecologia del nostro pianeta, perché permettono di realizzare cibo in totale autonomia, eliminando le emissioni di carbonio che vengono generate durante il trasporto di beni alimentari. A tal proposito, 2 ragazzi canadesi (Charles Mire e Andrew Fickle) hanno mostrato al mondo la stampante chiamata “Discov3ry Paste Extruder”, del costo di 379$, che consente di stampare salsa wasabi, pasta di legno, argilla, ceramica e anche Nutella^[15].

Per quanto concerne invece il settore della farmacologia, anche in questo campo sono state implementate soluzioni che permettono di realizzare farmaci personalizzati. Un team di ricercatori di Preston (Gran Bretagna) ha creato infatti una stampante 3D che consente non solo di stampare compresse uguali ad altre già esistenti, ma anche di creare farmaci personalizzati per ogni paziente.