L’onda della produzione additiva giapponese è in crescita
Uno sguardo ad alcune delle più interessanti aziende AM che collegano produzione e cultura digitale
Per qualche motivo, forse dovuto in parte alla barriera linguistica, le aziende giapponesi non sono mai sembrate abbracciare veramente la produzione additiva come opzione, ma ora questo potrebbe cambiare definitvamente. L’industria giapponese ha alcuni dei più grandi produttori di automobili (incluso il più grande) al mondo, così come alcuni produttori di materiali giganti e centinaia di aziende aerospaziali. Il fatto che una di queste società IHI Aerospace ha affermato testualmente che “Ora stiamo promuovendo fortemente l’uso di stampanti 3D [per la produzione di un propulsore 22N che utilizza l’idrazina]” è ciò che ci ha spinto a collegare alcuni punti nella stesura di questo articolo. Il Giappone ha anche grandi aziende di macchinari industriali e macchine utensili. Fino a poco tempo, tuttavia, tutte queste industrie non vedevano le aziende di produzione additiva giapponesi in grado di offrire soluzioni di produzione veramente pratiche.
Per AM si intendono in particolare alcune delle tecnologie AM più “tradizionali”, come i processi a base di resina e letto di polvere, cioè quelle in cui i vantaggi della geometria sono più evidenti e che possono offrire i maggiori vantaggi in breve produzione in batch di parti DfAM altamente complesse. L’impressione generale è sempre stata che le aziende giapponesi – spesso gestite da generazioni precedenti di dirigenti conservatori e tradizionalisti – non sarebbero disposte a scommettere sull’AM per il futuro della produzione fino a quando non potrebbe essere una scommessa abbastanza sicura.
È arrivato quel momento? Se lo è, non è ancora così chiaro. Nikkei stima che il tasso di crescita annuale composto (CAGR) del mercato della stampa 3D giapponese sarà del 9,1% tra il 2017 e il 2022, quando si prevede che il mercato valga circa 430 milioni di dollari. Questa è, tuttavia, solo una piccola percentuale (0,1%) dell’industria manifatturiera giapponese complessiva, che ha generato circa 400 miliardi di dollari all’anno.
Innanzitutto, cerchiamo di essere chiari. Il Giappone è stato ed è uno dei primi ad adottare l’AM per scopi di prototipazione. Il produttore italiano di hardware per stereolitografia DWS ha effettivamente iniziato a commercializzare le sue prime macchine in Giappone negli anni ’90 e la nazione dell’Estremo Oriente rimane uno dei suoi mercati primari, con giganti dell’industria dell’intrattenimento e dei giocattoli come Namco-Bandai come primi clienti. Stratasys ha venduto una serie di macchine a Nissan.
Inoltre, due dei più grandi produttori di hardware DED al mondo, DMG Mori (che offre deposizione laser di metalli e LMD ibrido) e Mazak (LMD e WAAM), sono aziende giapponesi. Tuttavia, le tecnologie DED sono una derivazione delle macchine utensili sottrattive e, sebbene forniscano un punto di ingresso nell’AM, rappresentano un approccio più conservativo in termini di geometria delle parti. Recentemente DMG Mori si è avvicinata sempre di più al mondo AM, collaborando con la divisione AM di Siemens e acquisendo Realizer, uno dei primi produttori tedeschi di sistemi PBF in metallo (anche per metalli preziosi). Questa è un’altra indicazione che qualcosa si sta muovendo nella giusta direzione.
Altre due aziende giapponesi di macchine utensili, la prima Matsuura e, più recentemente, la Sodick , sono arrivate al punto di introdurre una tecnologia PBF ibrida in metallo, le uniche aziende al mondo a farlo. Il PBF ibrido in metallo è un processo molto difficile da implementare in quanto richiede l’interruzione del già delicato processo di creazione del PBF per finire in modo sottrattivo la parte durante la costruzione. L’idea è che queste tipologie di macchine possano essere utilizzate quasi esclusivamente per produrre utensili, in quanto sarebbe estremamente impegnativo certificare la qualità e la ripetibilità di un pezzo finale sottoposto a un processo così complesso. Quindi, ancora una volta, sebbene utilizzino un approccio a letto di polvere per geometrie complesse, queste macchine non possono essere considerate vere soluzioni di produzione diretta.
Per molti anni è sembrato quasi che l’unica azienda a produrre additivi in Giappone fosse Matsuura. La mania dei consumatori AM ha toccato solo marginalmente la Terra del Sol Levante, con un certo numero di FabLab emergenti e fornitore di servizi AM online Kabuku che ha tentato di offrire un’alternativa agli Shapeways emergenti, iMaterialise e Sculpteo dell’Ovest, ma il progetto non ha mai avuto successo.
Testare le acque AM
Più di recente, alcune nuove iniziative e società sembravano indicare che le aziende giapponesi stavano prendendo più seriamente in considerazione l’AM per la produzione. Non tutti hanno avuto successo. Ricoh è stata la prima ad avventurarsi nel settore dell’hardware SLS per polimeri industriali, ma i suoi sforzi hanno incontrato alcune difficoltà nello stabilire quest’area di attività a livello globale.
Più di recente la società ha annunciato che sta esaminando i materiali binder jetting metallici (principalmente alluminio) e l’hardware, ma questi progetti rimangono molto evolutivi attualmente. Un altro gigante giapponese della tecnologia e titolare del brevetto per la stampa 3D, Canon, ha annunciato l’intenzione di entrare nel mercato con hardware sviluppato internamente – prima con un polimero e successivamente con una tecnologia di stampa 3D in ceramica – ma non lo ha ancora fatto (sebbene la società distribuisca l’hardware di 3D Systems tramite la sua filiale nel Regno Unito )
Anche il gruppo Mitsubishi sembra costantemente sul punto di entrare seriamente nel mercato AM. Il conglomerato ha lanciato diverse iniziative in AM, tuttavia alcune di queste rimangono sperimentali. La maggior parte delle attività del gruppo di Mitsubishi in AM vengono svolte tramite Mitsubishi Chemical con un focus sui materiali AM. La società ha acquisito per la prima volta il principale produttore di filamenti Dutch Filaments nel 2018, quindi ha avviato una serie di iniziative volte a sviluppare sia l’estrusione di grande formato che i mercati dei materiali in resina fotopolimerica. Un’altra azienda del gruppo, Mitsubishi Electric, si sta concentrando sull’hardware AM, principalmente sviluppando una nuova tecnologia di stampa 3D in metallo “a forma di punto”.
Una delle iniziative più significative in AM è stata portata avanti dal Gruppo Sinto, il più grande produttore mondiale di attrezzature per fonderia, quando ha acquisito il produttore francese di hardware per stereolitografia ceramica 3D Ceram. La combinazione delle capacità avanzate di innovazione dell’azienda francese con la potenza finanziaria del gruppo giapponese sta consentendo un significativo aumento delle attività all’interno del mercato della ceramica AM (sebbene non sia ancora del tutto chiaro quanto di questo sia relativo al mercato giapponese).
La nuova ondata di AM
Ora sembra emergere una nuova ondata di AM. Almeno due mostre AM si svolgono adesso in Giappone ogni anno: TCT Japan a Tokyo e Additive Manufacturing Expo a Osaka. Sebbene pochissimi produttori di hardware AM o di materiali AM con sede in Giappone siano elencati tra gli espositori, questi spettacoli offrono una finestra per i distributori o le divisioni di società AM straniere per rivolgersi alle aziende industriali giapponesi che partecipano alle più grandi fiere di produzione che circondano entrambi gli eventi.
L’indice di 3D Printing Business Directory elenca solo pochi fornitori di servizi AM con sede in Giappone (ancora una volta questo può essere dovuto in parte ad una barriera linguistica). Uno è JAMPT, un servizio che fornisce servizi AM in metallo con una batteria di 7 macchine (a partire dal 2019) inclusa la tecnologia EBM. Un altro è PRISMADD Japan, una joint venture tra Yamaichi Special Steel (che recentemente è diventato un distributore del software nTopology in Giappone) e il gruppo PRISMADD. In effetti, altri accordi di distribuzione appena firmati indicano che qualcosa si sta muovendo.
Anche la società statunitense nTopology ha recentemente firmato un altro accordo di distribuzione per il Giappone con la nuova impresa XAM di NTT DATA. XAM rappresenta un investimento significativo per il grande gruppo NTT Data verso la costruzione del mercato AM in Giappone, tra le altre cose, vendendo hardware AM da EOS e polveri AM metalliche da Alloyed. Un altro accordo di distribuzione interessante e firmato di recente ha visto gli esperti di post-elaborazione AM, PostProcess Technologies, firmare unaccordo di distribuzione in Giappone con KK Irisu (anche un distributore di hardware per l’estrusione di filamenti ad alta temperatura del produttore italiano Roboze.)
L’apparente crescente appetito del mercato giapponese per l’AM ha attratto anche un’altra azienda italiana, il grande fornitore di servizi italiano Beam IT, che ha aperto una nuova agenzia commerciale per indirizzare i settori dell’energia, del motorsport, dell’aviazione, dello spazio e della difesa nel paese dell’Estremo Oriente. Un’altra azienda AM, un produttore di hardware giovane e in rapida crescita, Velo 3D, ha firmato un accordo di distribuzione con Tayo Nippon Sanso Corporation, che fa parte del gruppo Mitsubishi.
Oltre l’orizzonte AM
Non finisce qui: il mercato giapponese si sta ora aprendo anche ad alcune aree marginali della stampa 3D. Infatti, un’azienda giapponese chiamata Cyfuse Biomedical è un pioniere nel settore della bioprinting sfruttando un’innovativa tecnologia “Micro Needle Array” che consente la fabbricazione di tessuti 3D utilizzando solo cellule e sferoidi. L’azienda svedese CELLINK, anch’essa produttore di hardware per bioprinting, ha aperto il suo ufficio giapponese presso l’Università di Kyoto.
Più di recente, la società di costruzioni giapponese Aizawa Cemento Corp ha iniziato a offrire servizi avanzati di stampa 3D per l’edilizia sfruttando la tecnologia di estrusione robotica di Cybe. Nel campo della produzione additiva avanzata di compositi continui, il pioniere del settore Arevo Labs sta collaborando con ACG Inc. per portare la sua attività MaaS in Giappone.
Nella stampa 3D elettronica, CMK Corporation, uno dei maggiori produttori giapponesi di circuiti stampati (PCB), ha recentemente acquisito una stampante 3D Dragonfly dal leader del segmento Nano Dimension. Inoltre, il produttore di hardware per stampanti 3D nano Nanoscribe ha installato il suo primo sistema in Giappone presso l’Università KEIO.
Guardando ancora più in là, una società chiamata Open Meals sta persino prendendo in considerazione l’idea di bioprinting delle cellule di pesce per produrre un vero “sushi a 8 bit”. Forse ancora più “peculiari” ma allo stesso tempo molto più reali in termini di commercializzazione, sono le bambole intelligenti stampate in 3D create dal famoso blogger Danny Choo. Ha utilizzato la stampa 3D per creare l’attività da zero e ora sta incontrando una domanda molto più ampia in tutto il mondo. Le sue bambole ricordano chiaramente i personaggi dei cartoni animati della cultura digitale giapponese e la crescita della sua azienda è indice di un’implementazione di successo della stampa 3D nella produzione.
Poiché la produzione, attraverso la stampa 3D, abbraccia finalmente e pienamente la cultura digitale, le aziende giapponesi continueranno senza dubbio a crescere…e brillare.
