Nuove frontiere della fabbricazione additiva nel settore navale: la stampa 3D di grandi dimensioni

Nuove frontiere della fabbricazione additiva nel settore navale

La stampa 3D di grandi dimensioni

(*) Francesco Pignatelli (**) Gianluca Percoco (***) Giovanni Pietro Schirano

(*) Nato a Taranto il 6 agosto 1994. Ingegnere meccanico, laureato presso il Politecnico di Bari. Attualmente è dottorando presso lo stesso Politecnico e conduce ricerche riguardanti le tecnologie di large scale additive manufacturing (Stampa 3D di grandi dimensioni) ed estrusione da pellet. (**) È docente di «Sistemi Produttivi per l’Industria Portuale» per il corso di laurea magistrale in «Scienze Strategiche Marittime e Portuali». Il Corso nella classe di laurea DS (Difesa e Sicurezza) è erogato congiuntamente da Università degli Studi di Bari e Politecnico di Bari e mira a formare professionisti nel settore portuale. La sua attività di ricerca è concentrata sulla Fabbricazione Additiva, o Stampa 3D, e Scansione 3D. È responsabile scientifico dell’IAM Lab, laboratorio interdisciplinare di stampa 3D del politecnico di Bari, sede di Taranto. (***) È un Ingegnere meccanico laureatosi presso il Politecnico di Bari. Ha un’esperienza pluriennale nel settore eolico, dapprima nella Jonica Impianti s.r.l. e successivamente presso la IAS Energy Società Cooperativa. Nello specifico le sue competenze tecniche riguardano la progettazione meccanica di componenti per rotori eolici e analisi fluidodinamica di blades.

Sebbene siano uno dei più antichi mezzi di trasporto e sebbene l’industria marittima sia stata sempre basata su tecniche, tecnologie e pratiche tradizionali, le navi sono costantemente soggette ad evoluzioni guidate da miglioramenti tecnologici nei materiali e nelle tecniche di costruzione per ottenere vantaggi economici e performance più elevate. L’applicazione di tecnologie dell’Industria 4.0 come quelle di Additive Manufacturing, così come già avviene in molti settori produttivi, potrebbe aiutare il settore navale in tale sviluppo.

In apertura: in basso, Figura 1 - 3DIRIGO, barca stampata in 3D utiliz-

zando un composito di plastica e legno. La barca aveva una lunghezza di 7,5 m, un peso di 2,25 t ed è stata stampata in 72 ore nell’Università del Maine (Stati Uniti) - (mainepublic.org); in alto, Figura 2 - WAAMPeller, la prima elica per nave stampata in 3D al mondo (portofrotterdam.com).

Adifferenza di altri mezzi (automobili, aerei, treni ecc.) caratterizzati da produzioni in serie, ogni nave viene progettata separatamente secondo le esigenze degli armatori e presenta problematiche importanti dal punto di vista progettuale, produttivo e manutentivo (1).

Il processo di progettazione di tali mezzi è molto complesso e dispendioso: il sistema di propulsione deve essere opportunamente dimensionato e lo scafo della nave deve essere ottimizzato idrodinamicamente e rinforzato meccanicamente per superare le forze di resistenza che si oppongono al suo movimento nell’acqua (2).

Stesse complessità le presenta la fase di produzione: lo scafo viene fabbricato saldando lastre la cui forma viene generalmente ottenuta con metodi di pressatura idraulica, inoltre sono presenti molte parti a doppia curvatura come elica, timone e bulbo di prua con elevate criticità dal punto di vista produttivo. Queste operazioni sono caratterizzate da processi di produzione aventi tempi e costi considerevoli e presentano criticità aggiuntive dal punto di vista dello spreco di materiali e della pericolosità delle lavorazioni (3).

Per comprendere le problematiche che caratterizzano le navi dal punto di vista manutentivo basta pensare a quanti dispostivi e componenti sono montati su di esse e al fatto che durante la loro vita esse operano in aree remote lontano dalla base, percorrendo decine di migliaia di chilometri. Per evitare guasti imprevisti e fermi della nave le autorità per la sicurezza navale impongono la presenza a bordo di una certa quantità di pezzi di ricambio. Tale inventario, sebbene necessario, costa sia in termini di capitale, sia di spazio occupato sulla nave. Inoltre, qualora un ricambio non sia presente in inventario esso deve essere spedito nel luogo in cui si trova la nave, comportando tempi e costi di consegna molto elevati (4). Tali problematiche, che già sono significative in campo civile, potrebbero assumere aspetti ancor più gravi in campo militare in caso di conflitto, così come sottolineato da Eric Ver Hage, comandante della Marina degli Stati Uniti del «Navy’s Regional Maintenance Center, and Surface Ship Maintenance and Modernization Office» in una recente intervista (5): «We’re not as effective or efficient — we have so much to be proud of — but we cant get ships

delivered on time with the predictability we need today»(«Non siamo così efficaci o efficienti — abbiamo così tanto di cui essere orgogliosi — ma non possiamo consegnare le navi in tempo con la prevedibilità di cui abbiamo bisogno oggi»).

L’implementazione delle tecnologie incluse nel concetto di Industria 4.0, così come già avviene in altri settori, può portare grandi vantaggi al settore navale riducendo le criticità appena evidenziate. Le tecnologie di Additive Manufacturing sono tra le tecnologie chiave dell’Industria 4.0 e possono soddi-

Figura 3 - Vantaggi della stampa 3D nel settore navale (M. Ziółkowski e T. Dyl, «Possible applications of additive manufacturing technologies in

shipbuilding: A review», Machines). sfare i paradigmi di sostenibilità indicati con la sigla LARG (Lean, Agile, Resilient, Green) (6). Tramite l’applicazione di tali tecnologie è possibile produrre piccole serie di prodotti con forte orientamento al cliente, con tempi e costi molto contenuti e con sprechi di materia prima minimi.

Il tema dell’applicazione delle tecnologie di Additive Manufacturing nel settore navale è stato già trattato dall’Ammiraglio ispettore del Genio Navale C. Boccalatte in un articolo pubblicato su Rivista Marittima nel 2017 (7). Tali tecnologie si stanno sviluppando a ritmi molto elevati: il fatturato del mercato globale generato da questo settore ammonta a 12 miliardi di dollari nell’anno 2020 e si prevede che rag-

giungerà circa 78 miliardi di dollari entro l’anno 2028, con un tasso di crescita annuale del 26%-32% durante il periodo di previsione 2020-28 (8). Lo sviluppo di tali tecnologie nel futuro permetterà di ottenere parti stampate in 3D con proprietà meccaniche e fisiche sempre più elevate e consentirà di aumentare considerevolmente i volumi di stampa che attualmente, per la maggior parte delle tecnologie, sono inferiori al metro cubo. Bisogna considerare che questi sono i principali motivi che limitano l’applicazione di queste tecnologie in particolari settori industriali quali quello della cantieristica navale. In Figura 3 sono riassunti i principali vantaggi che potrebbero ottenersi utilizzando la stampa 3D in questo settore.

Lo sviluppo dell’Additive Manufacturing e le

sue possibili applicazioni nel settore navale

Secondo la norma ASTM F2792 (9) il termine «Additive Manufacturing» (AM) indica il processo di unione dei materiali per creare oggetti, solitamente strato su strato (layer-by-layer), dai dati contenuti in un modello CAD 3D.

La nascita di tali tecnologie si ebbe negli anni Ottanta, con la deposizione del brevetto relativo alla Stereolitografia (SLA). Nei primi anni, queste tecnologie furono indicate con il termine «Rapid Prototyping» (Prototipazione Rapida), e venivano utilizzate soprattutto per la produzione di prototipi e modelli dimostrativi. Il loro sviluppo a partire dal 1995 ha permesso la loro applicazione per la fabbricazione di stampi e utensili (Rapid Tooling). Dagli anni Duemila fino ai giorni nostri si è avuta

Figura 4 - Le sette tecnologie di Additive Manufacturing. Material Extrusion

– Il materiale termoplastico una volta riscaldato fonde e viene depositato

sul piano di stampa dove solidifica. Vat Polymerisation – Utilizzano dei raggi UV per solidificare resine e fotopolimeri contenuti in vasche. Binder Jetting

– Un legante liquido viene depositato selettivamente su materiale in polvere

ei reagisce chimicamente solidificando. Material Jetting – Uno strato di resina liquida viene spruzzato e solidificato tramite raggi UV. Powder Bed Fusion – Un letto di polvere, spesso metallica, viene depositata sul letto di stampa e viene fusa (sinterizzata) utilizzando un laser. Sheet Lamination –

I fogli di materiale, opportunamente sagomati, vengono saldati tramite ap-

plicazione di calore. Directed Energy Deposition – Utilizza una fonte di

energia (laser o fascio di elettroni) per fondere del materiale di base, solitamente metallico, che è sotto forma di polvere o filamento (R.M. Carew

and D. Errickson, «An Overview of 3D Printing in Forensic Science: The

Tangible Third-Dimension», J. Forensic Sci).

un’esplosione delle tecnologie additive, che oggi permettono di lavorare un’ampia gamma di materiali (polimeri, metalli, resine, ecc.) e di ottenere prodotti finiti con proprietà meccaniche e dimensionali in molti casi comparabili con quelle ottenibili con tecnologie tradizionali.

Le tecnologie di Additive Manufacturing secondo la norma ASTM F42 (10) sono classificate in sette categorie (Figura 4) che differiscono tra loro in termini di materia prima impiegata e di tecniche utilizzate per depositare e unire tra loro gli strati di materiale che vanno a costituire gli oggetti tridimensionali.

Queste tecnologie, a differenza di settori come quello aerospaziale o automotive, sono ancora poco utilizzate in campo navale. Il forte sviluppo avuto negli ultimi anni, e quello che continuerà ad aversi in futuro, le renderanno sempre più applicabili anche in questo settore.

Le tecnologie di AM possono essere utilizzate sia per la fabbricazione di nuove parti ma anche per produzione di pezzi di ricambio o rigenerazione di componenti usurati.

Per quanto riguarda lo sviluppo di nuovi prodotti, esse permettono vantaggi come la possibilità di ottimizzare la forma e ridurre il peso dei componenti, la possibilità di limitare gli sprechi di materia prima durante la lavorazione e l’elevata capacità di customizzazione dei prodotti secondo le richieste dei clienti, il tutto con tempi e costi di lavorazione molto ristretti.

Un’altra applicazione molto interessante riguarda la produzione di pezzi di ricambio, a terra o addirittura a bordo. Bisogna considerare, infatti, che nell’industria marittima i tempi di fermo sono molto costosi: le navi, indipendentemente dal tipo, sono progettate per il trasporto e realizzano profitto quando sono in movimento, qualsiasi arresto imprevisto genera costi enormi. Nel caso in cui avviene un guasto imprevisto che non può essere riparato con i pezzi di ricambio presenti a bordo, gli equipaggi devono affrontare il problema nel porto più vicino, utilizzando le risorse disponibili sul sito oppure è necessario spedire i ricambi nel luogo in cui si trova la nave. In quest’ultimo caso però ai costi di consegna vanno ad aggiungersi anche quelli di permanenza della nave in porto. Un modo per risolvere, o quantomeno migliorare queste problematiche può essere l’utilizzo di tecnologie additive. Ciò consentirebbe di avere i pezzi di ricambio entro poche ore anziché giorni o settimane. Quanto detto appare interessante soprattutto per le navi datate e specializzate, nelle quali si trovano tanti componenti non standard che devono essere realizzati su ordinazione. Una applicazione di questo tipo si ha nel porto di Rotterdam, dove un consorzio di aziende come Damen, Shell, Autodesk, Lincoln Electric, MAN Energy Solutions e le università di Delft e Twente hanno permesso la creazione del «RAMLAB», un laboratorio dotato di macchinari per la fabbricazione additiva di pezzi di ricambio per impiego marino.

Nel 2019 l’Autorità marittima e portuale di Singapore in collaborazione con compagnie come Wärtsilä o DNV GL (11), ha condotto delle ricerche sulla possibilità di implementare la stampa 3D nella costruzione navale. L’analisi ha previsto la classificazione di una serie di pezzi di ricambio in tre classi (Figura 5):

Figura 5 - Schema di funzionamento FDM. Il filamento termoplastico raccolto in bobine viene spinto da un meccanismo formato da due ruote dentate verso l’estrusore, dove materiale viene riscaldato e una volta fuso viene depositato sul letto di stampa. L’estrusore si muove seguendo percorsi tracciati da software depositando il materiale in strati fino a formare l’oggetto 3D (J. Gonzalez-Gutierrez, S. Cano, S. Schuschnigg,

C. Kukla, J. Sapkota, and C. Holzer, «Additive manufacturing of metallic

and ceramic components by the material extrusion of highly-filled polymers: A review and future perspectives», Materials).

— componenti stampabili in 3D senza necessità di certificazione: parti non cruciali per la sicurezza della nave (alloggiamento compressore, diffusore turbina, rotore, ecc.); — componenti stampabili in 3D con necessità di certificazione: parti montate in aree sensibili della nave come il motore principale o quello ausiliario (perni, linguette, giranti, O-ring, ecc.); — componenti non stampabili in 3D: parti che non garantirebbero i requisiti minimi tecnicamente o commercialmente (guarnizioni, viti, ingranaggi, ecc.).

Ivaldi, una delle società coinvolte nel progetto, ha creato una piattaforma che consente di produrre quasi qualsiasi parte per i propri clienti, facendo affidamento sulla documentazione tecnica inviata. Utilizzando tale piattaforma Wilhelmsen Ship Services (WSS) ha avviato la produzione di questi componenti in 3D.

Un problema che ancora affligge la maggior parte delle tecnologie di produzione additiva, e che limita il suo sviluppo in campo navale, riguarda la produzione di parti di grandi dimensioni: i macchinari comuni (desktop printer) hanno volumi di stampa inferiori al metro cubo e presentano basse velocità di deposizione del materiale. Dalla letteratura scientifica, due acronimi inglesi molto utilizzati per descrivere tecnologie di stampa 3D applicabili alla cantieristica navale sono BAAM (Big Area Additive Manufacturing) e WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Il primo si può tradurre in «Fabbricazione additiva di grandi dimensioni» ed è a oggi praticata principalmente utilizzando il principio della Material Extrusion (Figura 4), con materia prima polimerica sotto forma di pellet (granuli) mentre il secondo in «Fabbricazione additiva a filo continuo», che permette la realizzazione di componenti metallici mutuando la tecnologia della saldatura a filo continuo.

Tecnologie BAAM e WAAM e loro applicazioni nel settore navale

BAAM è l’acronimo di Big Area Additive Manufacturing, questa tecnologia fa parte della categoria Material Extrusion e permette la realizzazione di componenti 3D di grandi dimensioni in materiali plastici (polimerici).

Tale tecnologia è simile a quella FDM (Fused Deposition Modeling) (Figura 5), che è la più conosciuta e utilizzata tecnologia di AM: entrambe, partendo da un modello CAD, permettono di realizzare componenti tridimensionali sovrapponendo strati di materiale depositato. La differenza che vi è tra le due consiste nella materia prima utilizzata, che nella stampa FDM è in forma di filamento mentre nella BAAM è in granuli (pellet). Tale differenza comporta un differente processo di fabbricazione che a sua volta influenza la dimensione dei componenti ottenibili e la velocità di stampa.

Nello specifico avviene che a causa di problemi tecnici della tecnologia FDM i volumi e la velocità di stampa hanno limiti piuttosto bassi, che non permettono di realizzare oggetti di dimensioni superiori al metro cubo. Per queste applicazioni conviene invece utilizzare la tecnologia BAAM.

La parte fondamentale dei macchinari BAAM è l’estrusore (Figura 6), nel quale vi è una vite elicoi-

Figura 6 - Schema di funzionamento BAAM (J. Gonzalez-Gutierrez, S. Cano, S. Schuschnigg, C. Kukla, J. Sapkota, and C. Holzer, «Additive manufacturing of metallic and ceramic components by the material extrusion of highly-filled polymers: A review and future perspectives», Materials).

dale che convoglia il pellet verso una zona riscaldata dove esso fonde e successivamente viene fatto fuoriuscire da un ugello e depositato sul piano di stampa. L’estrusore può essere montato su sistemi a portale o su robot a delta o antropomorfi, che permettono di aumentare in maniera considerevole le dimensioni di stampa. Studi dimostrano che utilizzando questi sistemi si può ottenere una riduzione significativa di tempi (fino a duecento volte) (12) e costi (fino a dieci volte) (13) di produzione, rispetto all’utilizzo di sistemi FDM. Altri vantaggi di questa tecnologia riguardano la possibilità di utilizzare una enorme gamma di materiali e la capacità di produzione di compositi aggiungendo elementi come fibre di carbonio, fibre di vetro o particelle metalliche al pellet polimerico.

La tecnologia BAAM è nata da pochi anni, uno dei primi sistemi ad utilizzarla fu sviluppato negli Stati Uniti da Cincinnati Incorporated e ORNL (Oak Ridge National Laboratories) nel 2015 (14), ciò dimostra che questa tecnologia è ancora in fase di sviluppo: studi e ricerche sono necessarie per migliorare il processo di produzione e i macchinari presentano ancora costi molto elevati. Il potenziale della BAAM è stato però già evidente in varie applicazioni in diversi settori industriali: — in campo automotive l’azienda Local Motor (Stati Uniti) dopo aver compiuto degli studi che hanno dimostrato la facilità con cui è possibile produzione di un intero chassis di un’automobile con tale tecnologia (15) (Figura 7), ha avviato la produzione di «Olli»: un veicolo a guida autonoma la cui struttura è stampata in 3D per circa l’80%; — nel settore delle costruzioni ci sono esempi di produzione di unità abitative (16) (Figura 8), di stampi per la produzione di prefabbricati in calcestruzzo (17) o di elementi architettonici (18); — nel settore aeronautico e in quello energetico tale tecnologia è stata invece utilizzata soprattutto per la produzione di stampi. Nel 2016 è stato sviluppato uno stampo per la produzione di una parte di un’ala di un Boeing 777x che è stato riconosciuto come il componente più grande mai stampato in 3D (19). Anche nel settore navale ci sono degli esempi di interessanti applicazioni della tecnologia BAAM, a dimostrazione del fatto che essa nel futuro potrebbe trovare largo impiego in tale settore. Una delle più famose applicazioni della stampa 3D di grandi dimensioni è la barca fabbricata dall’Università del Maine (20) che nel 2019 ricevette tre Guinness World Record come più grande

Figura 7: «Strati», la prima automobile stampata in 3D - (wikipedia.org). Sopra: Figura 8 - Unità abitativa avente una superficie interna di 20 m2 e costruita per circa l’80% con

tecnologie additive (K. Biswas et al., «Additive Manufacturing Integrated Energy-Enabling

Innovative Solutions for Buildings of the Future», J. Sol. Energy Eng. Trans. ASME).

Figura 9 - Prototipo di sottomarino fabbricato interamente in 3D (M. Ziółkowski e T. Dyl, «Possible applications of additive manufacturing technologies

in shipbuilding: A review», Machines). In basso: Figura 10 - Illustrazione del processo WAAM (A.R. McAndrew et al., «Interpass rolling of Ti-6Al-4V

wire + arc additively manufactured features for microstructural refinement», Addit. Manuf.).

prototipo, più grande oggetto e più grande barca stampata in 3D (Figura 1).

Un’altra applicazione molto interessante è la fabbricazione di un prototipo di un sottomarino (21) avente una lunghezza complessiva di 9 metri, completamente realizzato con tecnologia BAAM (Figura 9). Se si fossero utilizzate tecnologie tradizionali la costruzione di uno scafo di questo tipo avrebbe richiesto mesi di tempo e oltre mezzo milione di dollari, invece con la tecnologia BAAM si è potuto risparmiare sia dal punto di vista dei tempi di fabbricazione che sono stati di qualche settimana e sia nei costi di produzione, tagliati del 90%.

Infine, come già è stato evidenziato in altri settori produttivi, questa tecnologia appare molto vantaggiosa per la produzione di stampi. Applicazioni di questo tipo si sono registrate anche nel settore navale a opera di ORNL and Alliance MG (22), che produssero lo stampo per uno scafo di catamarano avente una lunghezza di oltre 10 metri. Lo stampo, una volta completato con un processo di finitura CNC fu utilizzato per la fabbricazione dello scafo con ottimi risultati.

Un’altra tecnologia che appare avere grande potenziale dal punto di vista della produzione navale è la WAAM - Wire Arc Additive Manufacturing. Essa infatti permette la produzione di componenti metallici di grandi dimensioni e con forme anche molto complesse. Questa tecnologia è classificata tra quelle Direct Energy Deposition ed è basata sui concetti di saldatura automatizzata MIG/MAG: un arco elettrico costituisce la fonte di calore utilizzata per fondere il

Figura 11 - Modello 3D del gancio RAMLAB (ramlab.com).

filo metallico, il metallo fuso viene depositato in cordoni che andranno a formare i vari strati che costituiscono i componenti da realizzare (Figura 10).

Tramite WAAM è possibile utilizzare un’ampia gamma di materie prime per stampare in 3D componenti metallici: leghe contenenti titanio, alluminio, rame, acciai o materiali refrattari.

Il processo di fabbricazione è simile a tutti gli altri processi di Additive Manufacturing: si parte preparando un modello CAD del componente, si utilizzano dei software per impostare i parametri di stampa e per generare il G-Code attraverso il quale si può passare alla fase di produzione vera e propria, che avviene di solito utilizzando dei bracci robotici a sei assi. Al termine del processo di stampa il componente subisce una lavorazione di finitura per ottenere le proprietà dimensionali e superficiali desiderate ed infine può essere sottoposto a prove non distruttive come test a ultrasuoni o test radiografici per rilevare eventuali difetti e cricche generate durante la produzione.

Tra i primi ad applicare la tecnologia WAAM in applicazioni navali sono stati i ricercatori del RAMLAB di Rotterdam, nel quale sono stati realizzati con buoni risultati due componenti che hanno trovato successivamente implementazione in questo settore: un’elica e un gancio di una gru. Per quanto riguarda l’elica, chiamata WAAMpeller (Figura 2), essa è stata realizzata con una lega di NichelAlluminio-Bronzo completamente con tecnologia WAAM. Essa aveva un diametro di 1.3 metri, un peso di 180 Kg ed è stata montata su un’imbarcazione della DAMEN.

Il gancio (Figura 11) invece era costituito da quattro bracci ed era caratterizzato da una luce di 1 metro e un peso di una tonnellata. Il design del gancio fu studiato in modo da ottenere un guscio cavo che permettesse di ridurre notevolmente il suo peso mantenendo elevati i valori di resistenza. Un design di questo tipo sarebbe stato molto complesso se si fossero utilizzate tecnologie tradizionali.

Oltre a queste applicazioni ci sono varie parti di una nave per la cui produzione la tecnologia WAAM appare essere una promettente soluzione alternativa ai metodi tradizionali. Componenti come il timone o il bulbo di prua per svolgere efficientemente la loro funzione devono presentare forme molto complesse che causano difficoltà e costi elevati durante la produzione con tecnologie tradizionali. Tutte queste difficoltà non si riscontrerebbero utilizzando tecnologie additive, che garantirebbero la possibilità di ottimizzare liberamente la geometria di tali componenti permettendo al contempo vantaggi come la riduzione del loro peso ed elevate proprietà meccaniche.

Conclusione

Le tecnologie di Additive Manufacturing sono ancora giovani rispetto a quelle applicate tradizionalmente in ambito industriale. Lo scopo del presente articolo è quello di descrivere alcuni vantaggi che l’utilizzo di tali tecnologie potrebbe portare nel settore navale, facendo riferimento a interessanti applicazioni che sono state registrate negli ultimi anni. Nello specifico si è posta maggiore attenzione su due tecnologie, quella BAAM e quella WAAM, che permettono di realizzare componenti di grandi dimensioni e che quindi appaiono maggiormente applicabili in campo navale rispetto alle altre tecnologie additive che invece spesso presentano limitazioni da questo punto di vista.

Come evidenziato, l’utilizzo delle tecnologie di AM potrebbe garantire notevoli vantaggi se esse fossero utilizzate nel settore navale: si avrebbe una drastica riduzione dei tempi di attesa dei ricambi, si potrebbe disperdere la produzione o produrre parti su richiesta, la forma dei componenti potrebbe essere ottimizzata per ottenere una riduzione del peso complessivo o per ridurre il numero di assemblaggi richiesti (costruendo i componenti monoliticamente). Il desiderio di mantenere lo status quo e la riluttanza al rischio associato al cambiamento del sistema di produzione spesso limita l’implementazione di queste tecnologie in campo industriale. Bisogna precisare che in generale le proprietà dei componenti realizzati con tecnologie additive sono inferiori rispetto a quelli realizzati in maniera tradizionale dal punto di vista dimensionale e meccanico, caratteristiche fondamentali in campo navale. Tuttavia, i vantaggi del loro utilizzo sono molteplici e sono testimoniati dall’interesse di grandi aziende che negli ultimi anni hanno sviluppato diverse applicazioni molto interessanti in campo navale. Sicuramente nel futuro questo lavoro di ricerca svolto da aziende e università continuerà, permettendo di migliorare i processi di produzione additiva e consentendo una loro sempre maggiore applicazione.

Bisogna inoltre evidenziare che affinché i componenti prodotti con questo tipo di tecnologie possano trovare effettiva applicazione nel settore navale è necessario sviluppare degli standard normativi appositi per certificare la loro qualità.

Le tecnologie di fabbricazione additiva probabilmente non potranno mai soppiantare completamente le lavorazioni tradizionali, soprattutto per la produzione di componenti da installare in assiemi critici come i motori. Il loro sviluppo, però, potrà permettere un loro affiancamento sempre maggiore alle tecniche utilizzate convenzionalmente, garantendo i vantaggi sopracitati. 8

NOTE

(1) Eric Tupper, «Introduction to Naval Architecture», Introd. to Nav. Archit., 2013. (2) Thomas Lamb and Ann Arbor, «Engineering for ship production» no. January, 1986. (3) Ahmet Taşdemir and Serkan Nohut, «An overview of wire arc additive manufacturing (WAAM) in shipbuilding industry», Ships and Offshore Structures, 2020. (4) E. Kostidi and N. Nikitakos, «Exploring the potential of 3D printing of the spare parts supply chain in the maritime industry», in Safety of Sea Transportation - Proceedings of the International Conference on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 2017. (5) https://breakingdefense.com/2020/08/navy-plans-for-wartime-ship-surge-looks-to-small-commercial-yards/?_ga=2.232791006.1750671507.1598354039166538539.1594386069. (6) Helena Carvalho, Susana Duarte, and V. Cruz Machado, «Lean, agile, resilient and green: Divergencies and synergies», Int. J. Lean Six Sigma, 2011. (7) Claudio Boccalatte, «La quarta rivoluzione industriale e le tecnologie di fabbricazione additiva (additive manufacturing), possibili applicazioni navali», Rivista Marittima, 2017. (8) «Global Additive Manufacturing Market and Technology Forecast to 2028», Res. Mark., 2020. (9) ASTM International, F2792-12a - Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies. 2013. (10) ASTM International, «Committee F42 on Additive Manufacturing Technologies», Comm. F42 - AM Technol., 2014. (11) https://www.mpa.gov.sg/web/wcm/connect/www/99a3720f-abfc-4b07-9c9b-467220c1000a/Additive+Manufacturing+Market+Feasibility+Study_Public+ Version. pdf?MOD=AJPERES&id=1572312102868. (12) Chad Duty et al., «Structure and Mechanical Behavior of Big Area Additive Manufacturing (BAAM) Materials», Rapid Prototyp. J., 2017. (13) B.K. Post, R.F. Lind, P.D. Lloyd, V. Kunc, J.M. Linhal, and L.J. Love, «The economics of big area additive manufacturing», in Solid Freeform Fabrication 2016: Proceedings of the 27th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium - An Additive Manufacturing Conference, 2016. (14) Lonny J. Love et al., «Breaking barriers in polymer additive manufacturing», in International SAMPE Technical Conference, 2015. (15) Lonnie J. Love, «Utility of Big Area Additive Manufacturing (BAAM) for the rapid manufacture of customized electric vehicles», 2014. (16) Kaushik Biswas et al., «Additive Manufacturing Integrated Energy-Enabling Innovative Solutions for Buildings of the Future», J. Sol. Energy Eng. Trans. ASME, 2017. (17) Lonny Love, Brian Post, Alex Roschli, Philip Chesser, and Diana E. Hun, «Feasibility of Using BAAM for Mold Inserts for the Precast Concrete Industry», ORNL Report. 2019. (18) Giulia Grassi, Sonia Lupica Spagnolo, and Ingrid Paoletti, «Fabrication and durability testing of a 3D printed façade for desert climates», Addit. Manuf., 2019. (19) https://oakridgetoday.com/2016/08/30/ornl-boeing-set-guinness-world-record-with-3d-printed-tool-for-boeing-777x-wing-part/. (20) https://umaine.edu/news/blog/2019/10/10/umaine-composites-center-receives-three-guinness-world-records-related-to-largest-3d-printer/. (21) https://www.3dnatives.com/en/3d-printed-submarine260720174/#! (22) Brian K. Post et al., «Using Big Area Additive Manufacturing to directly manufacture a boat hull mould», Virtual Phys. Prototyp., 2019.