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Industria 4.0

La Stampa 3D rivoluziona la Logistica: dai ricambi in giornata alla produzione “a domicilio”

L’additive manufacturing “on demand” rende economica anche la produzione di piccoli lotti e può essere un’opportunità per tantissime aziende anche quando è spostata negli stadi a valle della supply chain: per esempio presso i centri di distribuzione degli operatori logistici, o addirittura a casa del consumatore

26 Gen 2018

Andrea Bacchetti

Massimo Zanardini

La stampa 3D (o 3D Printing) rappresenta, da qualche anno oramai, una vera e propria rivoluzione tecnologica che capovolge il tipico paradigma produttivo della asportazione di materiale “dal pieno”: si parte infatti da un modello 3D (virtuale) dell’oggetto che viene poi letteralmente “stampato” per accumulo strato dopo strato. Per queste ragioni, il termine che più si addice a tale tecnologia è Additive Manufacturing. La peculiarità chiave della Stampa 3D sta nel fatto di non essere vincolata dalla complessità dell’oggetto: anzi, tanto più il pezzo è complesso tanto più ha senso di pensare alla tecnologia additiva, potenzialmente in grado di superare i limiti della tradizionale produzione sottrattiva.

L’evoluzione delle tecnologie, in primis in termini di velocità di deposizione degli strati, gamma di materiali impiegabili e dimensioni raggiungibili, sta rendendo la stampa 3D sempre più interessante per l’industria. Non solo a supporto della prototipazione di oggetti fisici, ambito in cui la tecnologia è nata, bensì, sempre più frequentemente, anche per la produzione di oggetti finiti. Infatti, da qualche anno a questa parte si sta però assistendo ad una forte crescita dell’utilizzo anche in produzione. In virtù della crescente gamma di materiali lavorabili (anche metallici), l’aumento della velocità del processo di stampa e delle dimensioni degli oggetti realizzabili, nel 2017 l’utilizzo di stampanti 3D per la realizzazione di componenti e prodotti finiti direttamente commercializzabili ha assorbito circa il 50% del totale delle applicazioni industriali della tecnologia. È possibile individuare quattro differenti ambiti applicativi della stampa 3D:

• Prototipazione. La produzione di prototipi tramite tecniche additive (Rapid Prototyping) permette di testare differenti modelli e versioni di un componente, ottenendo feedback (estetici e/o funzionali) immediati per migliorare il progetto;

• Produzione indiretta. La produzione indiretta o Rapid Tooling si riferisce alla realizzazione tramite tecniche additive di strumentazione necessaria per la produzione dei prodotti, quale ad esempio stampi, posaggi e centraggi;

• Produzione diretta. La produzione diretta o Rapid Manufacturing prevede l’utilizzo di tecniche additive per la realizzazione diretta di prodotti (o parti di essi) finiti. Tale processo produttivo può portare a realizzare oggetti con caratteristiche meccaniche superiori rispetto agli “originali”, grazie a materiali differenti e forme / geometrie complesse (complexity is for free);

• Produzione di parti di ricambio. Trattasi di una naturale evoluzione del Rapid Manufacturing di cui sopra, in cui le tecniche additive sono impiegate per realizzare componenti destinati al post-vendita delle macchine / impianti. Il vantaggio principale risiede nell’opportunità di stampare al bisogno ed in loco il componente richiesto, senza necessità di stoccarlo lungo la filiera.

Se in ambito manifatturiero le possibili applicazioni della stampa 3D possono considerarsi relativamente note (anche se il livello di utilizzo concreto è ancora molto basso), e i benefici tutto sommato (almeno teoricamente) consolidati,è difficile oggi capire quanto la stampa 3D impatti sulle attività logistiche delle imprese manifatturiere, e sull’intero settore della Distribuzione e Logistica.

Per poter comprendere quali potranno essere questi impatti, è bene considerare due paradigmi fortemente abilitati dalla diffusione di sistemi additivi: la produzione ON DEMAND e la produzione ON SITE.

UPS, DHL e Amazon stanno dotando di stampanti 3D i loro magazzini

Grazie alla convenienza nel realizzare lotti di piccole dimensioni (anche unitari!), la stampa 3D per la produzione di componenti on demand potrebbe essere un’opportunità interessante per tantissime aziende. Del resto, chi non ha in gamma anche prodotti basso moventi (le cosiddette classi B-C della curva di Pareto), magari necessari per completare la propria offerta commerciale, ma assolutamente deleteri per la logistica? Ecco, le parti di ricambio sono l’esempio perfetto di questa categoria di codici. Si tratta, infatti, tendenzialmente di tanti articoli (un singolo apparecchio domestico, tende ad introdurre fino a 250 nuovi codici componente), con domanda fortemente sporadica (quindi difficile da prevedere!), soggetti ad obsolescenza. Per garantire l’opportuno livello di servizio, le aziende sono tradizionalmente costrette a produrre/acquistare e poi stoccare ingenti quantità di materiali, senza avere alcuna certezza circa l’utilizzo effettivo degli stessi.

Se questa tecnologia potesse inoltre essere dislocata anche negli altri stadi della filiera logistica, per una maggiore reattività della stessa e una riduzione delle scorte? Magari presso i centri distributivi dei provider logistici, a cui oggi sono affidate le attività distributive? Quali possono essere i possibili scenari di diffusione e impiego della stampa 3D che vanno ad impattare a anche le attività logistico-distributive?

Scenario #1 (centralizzato): le aziende manifatturiere si doteranno di un parco macchine composto da diverse stampanti 3D, in grado di lavorare differenti materiali e di realizzare diversi componenti e/o prodotti finiti. Tali aziende godranno di tutti i benefici elencati in precedenza: riduzione dei costi e dei tempi della fase di progettazione, sviluppo di prodotti con funzionalità superiori, enfasi verso la personalizzazione. A fronte di una richiesta di componenti di ricambio direttamente dal cliente, tramite un portale online dedicato all’assistenza post-vendita, l’azienda sfrutterà una quota parte del proprio parco macchine per la stampa del pezzo desiderato (partendo dal modello 3D in possesso dell’ufficio tecnico). In questo modo, entro poche ore il prodotto sarà pronto per essere consegnato al cliente, senza avere impiegato scorte lungo la filiera. In questo scenario il ruolo dei provider logistici rimarrebbe legato alla sola distribuzione dei prodotti.

La supply chain nello scenario 1 (centralizzato)

Scenario #2 (decentralizzato): in questo scenario, il processo produttivo (di componenti basso moventi) si svincola dal produttore e si muove verso valle, diventando attività in carico ai fornitori di servizi logistici (3PL). Nell’ipotesi che siano loro a dotarsi di stampanti 3D il tempo di evasione dell’ordine del cliente si comprimerebbe notevolmente, grazie alla produzione molto più prossima al cliente medesimo, che azzererebbe (o quasi) i tempi di trasporto. Questo ovviamente a patto di poter accedere ai modelli 3D dei singoli componenti messi a disposizione dai produttori (ad esempio, pagando una qualche forma di fee); di fatto, possono nascere modelli di business completamente nuovi, sia per l’azienda produttrice, sia per i fornitori di servizi logistici, che potrebbero far evolvere il loro portfolio includendo per l’appunto servizi di stampa 3D. Come nel mercato discografico i CD sono stati sostituiti da piattaforme di download, anche nel manifatturiero la vendita di pezzi fisici potrebbe essere sostituita dalla vendita di modelli digitali.

Stampa 3D e supply chain, lo scenario decentralizzato
La supply chain nello scenario 2 (decentralizzato)

Scenario #3 (personale): trattasi dello scenario più radicale, in cui lo spostamento verso valle dei mezzi di produzione (le stampanti 3D), arriva sino all’estremo della supply chain, ovvero presso i consumatori finali. In sostanza, nell’ipotesi che tra qualche anno possa disporre di stampanti 3D desktop di buon livello, lo stesso consumatore potrà realizzare in autonomia il prodotto richiesto, eventualmente apportando direttamente delle personalizzazioni a partire dal modello base messo a disposizione dal produttore, il quale si dovrà preoccupare solo della vendita di tale modello digitale, al limite congiuntamente a quella del materiale necessario per la stampa. UPS, DHL e Amazon stanno dotando di stampanti 3D i propri magazzini, con cui produrre componenti di elettrodomestici da poter poi spedire direttamente al cliente che ne ha fatto richiesta, sostituendosi di fatto al produttore originale e assicurando tempi di risposta molto più ridotti.

Stampa 3D e supply chain, lo scenario personalizzato
La supply chain nello scenario 3 (personale)

Certo, non ha senso pensare che tutti i prodotti saranno realizzati on demand tramite tecniche additive nel prossimo futuro. A oggi (e anche domani probabilmente) i limiti tecnologici, legati alle dimensioni dell’area di stampa, all’impossibilità di stampare alcune leghe metalliche e alle non sempre elevate finiture e precisioni raggiungibili, limitano fortemente questi scenari ai soli prodotti davvero complessi, ad alto valore e con dimensioni compatibili con i cubi di stampa disponibili sul mercato.

Qualunque sia lo scenario futuro (presumibilmente un mix razionale dei tre illustrati), è evidente che le filiere logistiche saranno chiamate quantomeno a ripensare criticamente la loro attuale configurazione, alla ricerca di ottimizzazioni via via rese possibili dall’evoluzione tecnologica (additiva, nel caso specifico). Al riguardo, un studio del 2016 del Laboratorio RISE dell’Università degli studi di Brescia (ne abbiamo parlato in questo articolo), con il supporto della Confederazione Generale Italiana dei Trasporti e della Logistica, stima quali potranno essere gli impatti della tecnologia sulle filiere logistiche: a questo link si può scaricare il rapporto integrale della ricerca.

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