8.10.2015   

IT

Gazzetta ufficiale dell’Unione europea

C 332/36

Relatore:

Dumitru FORNEA

Correlatrice:

Hilde VAN LAERE

1.1

La produzione additiva (AM) è una delle principali tecnologie abilitanti che determineranno un nuovo approccio all'attività manifatturiera e i prodotti e le fabbriche del futuro. La rivoluzione digitale, accompagnata da questa rivoluzione nella fabbricazione dei prodotti, permetterà all'Europa di riportare nell'Unione la produzione dalle regioni a bassi salari, al fine di stimolare l'innovazione e creare una crescita sostenibile nell'UE.

1.2

Il CESE ritiene che l'UE possa mantenere la sua attuale posizione di principale attore mondiale nella produzione additiva; a tal fine, però, devono essere adottate le seguenti misure a livello europeo e nazionale:

1.3

dovrebbero essere privilegiati gli investimenti nelle infrastrutture per le TIC, in modo che tutti i cittadini e le imprese possano avere accesso alle reti Internet ad alta velocità e ai più alti standard disponibili in materia di qualità e sicurezza;

1.4

la capacità europea in materia di archiviazione e trasmissione di grandi quantità di dati digitali deve essere rafforzata e aggiornata e la protezione di tali dati garantita, nel rispetto dei legittimi interessi dei cittadini e delle imprese dell'UE;

1.5

le istituzioni dell'UE e i governi nazionali dovrebbero preparare i cittadini ad affrontare le sfide della società digitale e delle relative tecnologie rivoluzionarie come la produzione additiva, investendo in programmi culturali, educativi e di formazione professionale compatibili con le dinamiche e i requisiti dei nuovi profili professionali associati a una nuova generazione di sistemi di produzione;

1.6

per sfruttare appieno il potenziale della produzione additiva, occorre promuovere la ricerca e la creatività (tramite incentivi finanziari e fiscali) in seno alle imprese e agli istituti di istruzione e di ricerca;

1.7

servono ulteriori ricerche per ampliare il ventaglio di materiali e il numero di applicazioni, nonché per migliorare il grado di solidità, velocità, produttività e maturità di tale tecnologia. In Europa si dovrebbero concretizzare i passi verso un processo di produzione maturo, al fine di garantire la nostra posizione competitiva sui mercati mondiali e mantenere all'interno dell'UE i benefici economici e i posti di lavoro di alta qualità a ciò associati;

1.8

i partenariati europei per l'innovazione devono razionalizzare gli sforzi per sviluppare nuovi materiali per la produzione additiva. Una più ampia gamma di materiali e un più alto numero di fornitori consentiranno di rendere i prezzi più competitivi, di aprire nuovi settori industriali e di ottenere maggiori volumi di materiali per la produzione additiva e mercati di approvvigionamento più competitivi;

1.9

l'UE deve favorire gli investimenti in nuove attrezzature per la produzione additiva, incoraggiare lo sviluppo di tecnologie per la produzione additiva in sistemi di produzione aperti che siano flessibili e facili da integrare con altre tecnologie di produzione e di lavorazione, al fine di aumentare il numero di applicazioni e il volume d'affari;

1.10

il quadro normativo europeo e nazionale non è stato in grado di tenere il passo con la rapida evoluzione della produzione additiva. È per questo motivo che serve una normativa specifica soprattutto in materia di standard e certificazione, proprietà intellettuale, protezione dei consumatori, salute e sicurezza sul luogo di lavoro, e ambiente;

1.11

il processo regolamentare relativo alla produzione additiva deve essere basato sulla ricerca interdisciplinare e scientifica relativa all'impatto di questa tecnologia, con il pieno coinvolgimento di tutte le parti interessate.

2.1

L'attività manifatturiera contribuisce in maniera significativa all'economia, in particolare in termini di innovazione, produttività e posti di lavoro di alta qualità. Tuttavia, l'industria europea ha perso terreno negli ultimi due decenni con un conseguente calo dell'occupazione industriale e del valore aggiunto  (1). Dopo decenni di contrazione del settore manifatturiero (a causa della delocalizzazione alla ricerca di manodopera a basso costo), l'attenzione è nuovamente rivolta alla produzione nei paesi ad elevato livello salariale e al ruolo centrale delle capacità manifatturiere europee nel creare innovazione, nonché alla capacità di incrementare rapidamente la produzione di nuovi prodotti basati su tecnologie avanzate. L'innovazione, l'automazione e la sofisticazione dei processi sono alla base delle strategie industriali di successo e si sono rivelate essenziali per il mantenimento di una posizione di leadership (2). L'Europa, utilizzando la giusta tecnologia di produzione avanzata potrebbe reimportare la produzione dalle regioni a bassi salari, al fine di stimolare l'innovazione e creare una crescita sostenibile nell'UE. È soltanto così che l'Europa potrà conquistare una posizione di leader nella nuova rivoluzione industriale.

2.2

La produzione additiva è un processo che permette di assemblare materiali per fabbricare oggetti da dati provenienti da modelli 3D, solitamente sezione per sezione (strato per strato), in opposizione ai processi di fabbricazione per sottrazione di materiale. In ambito industriale viene utilizzata la denominazione ufficiale codificata (ASTM F2792) di produzione additiva, mentre comunemente l'espressione stampa 3D è usata come sinonimo.

2.3

La produzione additiva è una denominazione generica che indica una serie di tecnologie e processi utilizzati per diversi materiali (metalli, polimeri, ceramiche, ecc.). Queste tecnologie hanno raggiunto uno livello di maturità che consente un numero crescente di applicazioni commerciali a valore aggiunto. La produzione additiva è considerata a livello mondiale come una delle principali tecnologie abilitanti che determineranno nuovi approcci alla produzione manifatturiera e i prodotti e le fabbriche del futuro. Esistono già i cosiddetti FABLAB (fabrication laboratory), officine per servizi e prodotti in stampa 3D.

2.4

La produzione additiva è un settore in rapida crescita. La crescita ha registrato un'accelerazione negli ultimi quattro anni, da quando un numero crescente di organizzazioni ha iniziato a adottare prodotti e servizi della produzione additiva. Negli ultimi 25 anni, il tasso di crescita annuo composto (CAGR) dei redditi mondiali generati da tutti i prodotti e servizi si attesta a un impressionante 27 %. Il CAGR degli ultimi tre anni (2011-2013) è stato del 32,2 %, con un valore di mercato di 2,43 miliardi di euro nel 2013 (3) che, secondo le previsioni di Wohlers Associates, supererà i 5,5 miliardi di euro entro il 2016 e i 10 miliardi di euro entro il 2018. Tuttavia, trattandosi di una tecnologia emergente, gli esperti del settore ritengono che l'attuale grado di penetrazione del mercato copra solo una frazione delle potenziali applicazioni individuate. Nel 2011, secondo gli esperti la penetrazione del mercato era inferiore all'8 % (con un valore di mercato totale pari a circa 17 miliardi di euro) (4). Se la produzione additiva crescesse fino a conquistare anche solo il 2 % della produzione mondiale, il potenziale sarebbe 10 volte più grande (circa 170 miliardi di euro) (5).

2.5

Il campo di applicazione è passato dalla prototipazione all'inizio degli anni Novanta alla produzione di componenti funzionali. La crescita attesa è alimentata principalmente dalla rapida produzione in serie, efficiente in termini di costi e su più ampia scala, di prodotti finiti complessi e funzionali, in vari materiali (plastica, metallo o ceramica), piuttosto che dalla progettazione di prodotti e dalla prototipazione. La produzione additiva è pronta per la prototipazione ma si trova ancora nella fase «innovativa» per la produzione di prodotti finiti funzionali. Stanno facendo la loro apparizione prodotti innovativi, ma non ancora sostenibili per via della mancanza di macchine per la produzione additiva robuste e di sistemi di produzione ad elevata capacità.

2.6

Processi di produzione additiva innovativi avranno un effetto dirompente sul modo in cui vengono progettati e realizzati gli oggetti. La produzione additiva può accrescere la creazione di valore degli attuali prodotti nell'ambito delle catene di approvvigionamento esistenti o può avere un impatto radicale su prodotti, catene di approvvigionamento e modelli aziendali (6). L'Europa deve assicurarsi un posto in prima linea quando decollerà l'industrializzazione dei processi di produzione additiva. Negli ecosistemi europei di produzione additiva, la crescita futura verrà presumibilmente realizzata ampliando le attività esistenti (quando gli attori esistenti passano dalla prototipazione alla fabbricazione) e creando nuove attività lungo la catena di valore.

2.7

In tutto il mondo, la produzione additiva è considerata come la tecnologia abilitante principale per l'innovazione nei prodotti e nella catena di approvvigionamento. È una tecnologia sempre più diffusa e attualmente riceve importanti finanziamenti dai governi che puntano ad aumentarne il livello di maturità (ovvero Stati Uniti, Cina e Singapore). Storicamente l'Unione europea si trova in una posizione favorevole, ma se non si attiverà, non riuscirà a mantenere questa posizione e resterà indietro nella corsa verso i nuovi mercati.

3.1.1

A livello di fabbrica, la produzione additiva darà vita a nuovi modi di concepire la produzione industriale e determinerà le fabbriche del futuro.

3.1.2

A livello di prodotto, la produzione additiva diverrà la pietra angolare dell'innovazione di prodotto.

3.1.3

A livello di impresa, la produzione additiva farà emergere modelli aziendali dirompenti.

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Le tabelle di marcia per la produzione additiva a livello internazionale (9), (10), (11), (12), (13) sottolineano la necessità di avanzamenti tecnologici significativi nella produzione additiva, come condizione indispensabile per promuovere il valore aggiunto proposto e la diffusione di tale tipo di produzione. La tecnologia attualmente utilizzata per la produzione additiva è stata sviluppata per la realizzazione di prototipi; le macchine non sono ancora pronte per la produzione di volumi elevati. Ostacoli tecnologici impediscono alle imprese di trasformare la produzione additiva in una tecnologia di produzione in serie. L'architettura delle macchine per la produzione additiva è stata concepita nella fase della prototipazione e da allora sono state introdotte troppo poche innovazioni (internamente, le macchine di oggi sembrano quasi identiche a quelle di 10-15 anni fa). Occorrono innovazioni meccaniche dirompenti per consentire al settore di passare al livello successivo (14).

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Per accelerare lo sviluppo, le imprese e i ricercatori che operano nel settore devono poter accedere a piattaforme aperte (in termini sia di hardware che di software) per superare le limitazioni delle macchine presenti nel mercato che si configurano come «black box» (vale a dire il cui funzionamento è opaco).

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Il rafforzamento delle capacità (efficienza in termini di costi, solidità e affidabilità) estenderebbe il potenziale attuale della produzione additiva rendendo possibile una produzione su più ampia scala per un'ampia gamma di applicazioni. Il superamento dei limiti tecnologici e l'integrazione con altri processi (produzione ibrida) permetterà il sorgere di applicazioni radicalmente innovative (15). L'assorbimento nell'industria manifatturiera richiede un'integrazione della produzione additiva nell'ambiente e nei sistemi di controllo dell'unità produttiva.

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Oltre a questa ricerca strategica, devono essere inventati nuovi concetti rivoluzionari per i sistemi di produzione, ripensando in modo sostanziale il modo in cui i prodotti vengono costruiti in base alle attuali tecnologie di produzione additiva e il modo in cui tali sistemi sono integrati nel contesto della fabbrica. Ciò significa che la produzione additiva di domani non sarà più basata su macchine di tecnologia additiva per la fabbricazione di lotti di prodotti allineate in un reparto di produzione; le esigenze delle applicazioni chiedono la concezione di sistemi di produzione additiva continui, basati su una concatenazione di fasi di produzione diverse. Si tratta di concetti già noti come macchina per la produzione additiva 2.0 che traineranno il futuro sviluppo delle macchine per la produzione additiva.

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Chi controlla i canali di distribuzione mantiene una posizione dominante; ad esempio, i fabbricanti di macchine prevedono nei loro contratti di manutenzione e garanzia l'obbligo di utilizzare specifiche materie prime costose, di cui sono spesso gli unici distributori, oppure adottano il modello aziendale tipico «dei rasoi e delle lame di ricambio», vale a dire una situazione in cui fabbricanti hanno l'esclusiva della fornitura dei materiali di consumo (lock-in). Il controllo dei canali di distribuzione, combinato con un volume ancora limitato (16), ha reso meno interessante per i fornitori di materiali investire fondi ingenti nello sviluppo di nuovi materiali.

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Il numero limitato di fonti di approvvigionamento di materiali determina prezzi delle materie prime eccessivamente elevati e aumenta i rischi legati alla garanzia di approvvigionamento per i clienti finali. Questo meccanismo di mercato frena il potenziale della tecnologia della produzione additiva.

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Attualmente la crescita a due cifre del mercato crea opportunità economiche e attira altri fornitori di materiali. Lo sviluppo dei materiali va quindi sostenuto e incentivato. È anche importante ampliare la gamma dei materiali e migliorarne le proprietà. L'aumento del numero di fornitori favorirà un processo di fissazione dei prezzi più competitivo, rendendo più conveniente ignorare le garanzie relative ai macchinari, e genererà maggiori volumi e mercati dei materiali più competitivi.

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Una più ampia gamma di materiali aprirà nuovi settori industriali e comporterà una domanda di volumi più elevati di materiali per la produzione additiva.

3.2.4

Principali ostacoli tecnici — I principali fattori che ostacolano la diffusione su ampia scala della produzione additiva in settori industriali come quello aerospaziale, automobilistico, medico o dei beni di consumo sono legati principalmente all'incremento della produttività e possono essere così sintetizzati:

3.2.5

Occorre puntare sulla ricerca strategica per realizzare i seguenti obiettivi:

3.2.6

Rischio di fuga di tecnologie dall'Europa

3.3

L'impatto della produzione additiva sulle problematiche giuridiche (17)

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La diffusione delle tecnologie additive avrà un impatto diretto sui modelli di produzione tradizionali e in particolare sull'organizzazione dei laboratori di produzione interni. La produzione additiva favorirà l'apertura di mini fabbriche molto vicine ai clienti, in funzione della domanda, creando in tal modo nuovi posti di lavoro non ancora quantificabili trattandosi di un'applicazione industriale ancora troppo recente.

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L'effettivo impatto sull'occupazione, in termini quantitativi, è molto difficile da misurare, dal momento che non vi sono studi in merito e poiché è molto probabile che vi sarà un effetto di sostituzione tra i posti di lavoro esistenti e i futuri operatori specializzati nella produzione additiva.

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Le professioni legate alle tecnologie additive richiederanno nuove competenze: serviranno, ad esempio, operatori di macchinari capaci di usare software specifici per questi processi di produzione, o ingegneri in grado di progettare componenti utilizzando sistemi di nuova generazione, come l'ottimizzazione topologica, la reingegnerizzazione, ecc.

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Con la diffusione delle tecnologie di produzione additiva, gli istituti di formazione e di istruzione dovranno contribuire a preservare e sviluppare l'occupabilità dei lavoratori. Attualmente, la produzione additiva è ampiamente ignorata dai programmi scolastici europei e anche dai programmi di formazione postscolastica. La maggior parte dei corsi di formazione si limitano infatti a descrivere le tecnologie e i loro potenziali risultati senza tuttavia aiutare gli studenti ad acquisire competenze specifiche in materia. I governi locali dovrebbero quindi inserire la produzione additiva almeno nei piani di studio della formazione professionale. La forza d'attrazione della stampa 3D, che copre l'intero processo di innovazione (concezione, progettazione, elaborazione al computer, robotica e fabbricazione di un prodotto fisico finale) in un arco di tempo ridotto, potrebbe essere usata come efficace metodo di formazione nelle scuole per richiamare l'attenzione dei ragazzi sulla tecnica e la produzione manifatturiera.

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È auspicabile che qualsiasi progetto di offerta formativa sia il frutto della collaborazione tra industria, enti locali, istituti di istruzione e organizzazioni di lavoratori, e tenga conto delle reali esigenze delle imprese che operano in questo settore.

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rischi chimici derivanti dalle resine volatili usate nella produzione additiva di componenti polimerici, e dagli additivi volatili metallici o non metallici contenuti nelle polveri metalliche,

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rischi chimico-fisici associati all'uso di polveri, in particolare se contenenti nanoparticelle,

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rischi di esplosioni provocate dall'impiego di polveri,

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rischi specifici derivanti dall'uso di sorgenti laser, fasci elettronici, ecc.