La scomparsa del premio di costo della manifattura additiva: Cosa ha rivelato un decennio di produzione

Settembre, 2025 | Tempo di lettura: 5 min

Nel 2015, un nuovo impianto d'anca stampato in 3D è entrato nel mercato medico, non come sostituzione per tutti i pazienti, ma come soluzione mirata per i casi in cui la qualità dell'osso era compromessa. Progettato con un reticolo di titanio altamente poroso ricavato da scansioni ossee reali, l'impianto offriva un'osteointegrazione eccezionale rispetto ai modelli tradizionali. All'epoca, la produzione additiva (AM) era ancora considerata una tecnologia emergente, spesso associata a costi elevati e applicazioni di nicchia. Ma a distanza di 10 anni, questo stesso impianto è diventato un'opzione mainstream, utilizzato nelle procedure standard e apprezzato da chirurghi e ospedali.

La trasformazione da prodotti speciali a offerte standard riflette l'evoluzione più ampia della AM stessa. A differenza delle tecnologie di produzione tradizionali, in cui i processi e gli aspetti economici tendono a stabilizzarsi, l'AM rimane dinamica. La tecnologia di base, in questo caso la solidificazione laser diretta dei metalli(DMLS), continua a migliorare, così come la capacità dei produttori di ottimizzare velocità, qualità ed efficienza dei costi. Il risultato: una continua riduzione del costo per pezzo che ridefinisce ciò che è considerato fattibile per la produzione in serie.

Da specialità a standard

Inizialmente posizionati come prodotto di alta gamma grazie alle sue avanzate proprietà di integrazione ossea, gli impianti stampati in 3D offrivano un significativo vantaggio funzionale. La sua struttura reticolare prodotta in modo additivo corrisponde alla geometria dell'osso, favorendo una fusione che inizia in poche settimane e può imitare la forza dell'osso naturale. Al contrario, i rivestimenti a spruzzo termico applicati alle parti lavorate in modo convenzionale, ancora comuni in molti impianti, creano porosità ma non hanno la continuità strutturale e le prestazioni biologiche dei progetti basati su AM.

Nonostante questi vantaggi, gli impianti prodotti in AM tendevano a essere limitati dal costo. Ma con la maturazione della tecnologia di stampa 3D, dai sistemi monolaser di prima generazione alle piattaforme più avanzate come l'attuale EOS M 290 a doppio laser, e con l'acquisizione da parte dei produttori di una maggiore esperienza con l'impostazione della costruzione, le strategie di supporto, la gestione delle polveri e i flussi di lavoro di post-elaborazione, i costi hanno iniziato a diminuire in modo significativo. Anche senza passare ai sistemi multi-laser, i miglioramenti in termini di produttività, qualità dei pezzi e riduzione degli scarti hanno contribuito a spostare l'economia in modo significativo.

Guadagni di produzione al di là dell'impianto

Uno dei punti di forza dell'AM è la capacità di produrre geometrie molto complesse in un'unica operazione di costruzione, eliminando molte delle fasi ad alta intensità di lavoro richieste dai metodi tradizionali. Il guscio esterno poroso e il nucleo strutturale solido dell'impianto vengono stampati insieme, formando un componente monolitico. In questo modo si elimina il rischio di delaminazione, spesso presente negli impianti stratificati o rivestiti, e si garantisce una durata a lungo termine.

Anche la ripetibilità e il controllo della qualità sono migliorati notevolmente. Mentre la nebulizzazione termica può essere incoerente e difficile da monitorare a livello microstrutturale, il DMLS consente un controllo preciso delle dimensioni dei pori, della distribuzione e della geometria complessiva del pezzo. Le parti AM stampate oggi dovrebbero essere identiche a quelle prodotte tra qualche anno, indipendentemente dall'operatore della macchina, grazie allo stretto controllo del processo e ai set di parametri convalidati.

Inoltre, la manodopera richiesta dalla stampa AM è diminuita costantemente. Pur non essendo completamente "imposta e dimentica", la natura non presidiata della stampa 3D DMLS consente ai produttori di scalare senza un aumento proporzionale dell'intervento umano. Con un'attenta ottimizzazione delle fasi di post-processing, come il trattamento termico, la rimozione della polvere e il distacco del supporto, l'AM diventa ancora più conveniente nel tempo.

Il cambiamento economico

La crescente adozione di questo impianto un tempo specializzato sottolinea una lezione fondamentale per tutti i produttori che stanno esplorando l'AM per la produzione: il premio di costo è fugace e tipico della fase iniziale di adozione di molte tecnologie. Anzi, spesso è temporaneo, soprattutto quando il prodotto offre vantaggi ingegneristici e prestazionali che superano le prime difficoltà di costo. Man mano che gli impianti prodotti con AM hanno guadagnato terreno, gli ospedali hanno iniziato a standardizzarli per ridurre la complessità dell'inventario. Anche i chirurghi si sono sentiti più a loro agio nel scegliere l'opzione stampata in 3D per le procedure standard, sapendo che le prestazioni sono buone e il prezzo è ora competitivo.

Tutti questi spostamenti cumulativi portano a un miglioramento continuo: Nella capacità della macchina, nello sviluppo del processo e nell'esperienza dell'utente. Anche se i processi AM possono comportare un investimento iniziale più elevato o una curva di apprendimento più lunga rispetto ai metodi convenzionali, i vantaggi possono essere significativi. In molti casi, quella che all'inizio era una soluzione di fascia alta diventa la scelta obbligata, man mano che i costi e gli ostacoli alla produzione vengono meno.

Guardare avanti

La produzione additiva non è una soluzione unica. Infatti, molti assemblaggi abilitati all'AM incorporano ancora componenti prodotti in modo convenzionale, ove opportuno. Tuttavia, per le applicazioni giuste, in particolare quelle che prevedono una geometria complessa, un design di ispirazione biologica o un'integrazione critica per le prestazioni, l'AM offre una proposta di valore che si rafforza nel tempo.

Un decennio di AM ha dimostrato che pensare al futuro paga. Quando i team di prodotto tengono conto dei probabili miglioramenti in termini di costi ed efficienza che la tecnologia AM può offrire nel tempo, si apre la porta a soluzioni che non devono rimanere di nicchia. Al contrario, con la giusta strategia, il pezzo speciale di oggi può diventare lo standard di domani.

Per saperne di più su questi impianti stampati in 3D utilizzati per gli interventi di doppia protesi d'anca di Everlee DeWall, dipendente di lunga data di EOS, leggete il nostro nuovo caso di studio.