L’additive manufacturing (AM) si pone come un ponte tra il digitale e il reale e configura un nuovo paradigma produttivo, ridefinendo non solo il processo di manifattura, ma anche il design, la logistica e il business model, apportando modifiche radicali nelle strutture sociali e aziendali e risultando centrale nelle strategie del digital manufacturing così come risultano declinate nei criteri ispiratori di Industry 4.0. Sebbene sia complesso definire a priori la convenienza dell’AM rispetto ai processi produttivi convenzionali, il vantaggio risulta spesso evidente qualora il prodotto da realizzare sia caratterizzato da un’elevata complessità geometrica, richieda un’elevata personalizzazione o preveda lunghi tempi di sviluppo e numerosi cambiamenti geometrici prima di raggiungere la configurazione definitiva. In generale, gli elementi appena citati si riscontrano frequentemente nel settore dello spazio, che nel 2015 ha visto infatti una consistente crescita degli investimenti in AM.
Nel campo spaziale si rendono necessarie modifiche e personalizzazioni legate alla particolare missione da affrontare. In particolare, le missioni scientifiche si caratterizzano proprio per la personalizzazione, cioè per caratteristiche specifiche della strumentazione che attuano le attività di una specifica missione. Per questo motivo, la produzione tramite tecnologie convenzionali implica il più delle volte lunghi tempi di realizzazione e costi elevati. L’AM rappresenta una soluzione tecnologica molto appetibile per questo problema sia per i sistemi satellitari sia per i lanciatori, e in particolare per propulsione e nuovi motori. Mentre con i processi tradizionali la complessità in termini di design e di numero di elementi tipica dei componenti spaziali incontra molte limitazioni, per la produzione additiva la complessità assume i contorni di una variabile molto più gestibile poiché, depositando e consolidando il materiale strato per strato, si riescono a ottenere forme e strutture che sarebbero difficilmente riproducibili con altre tecnologie. Inoltre, si può anche procedere alla riduzione del numero di componenti, nonché a un aumento delle prestazioni meccaniche dei componenti meccanico-strutturali con riduzioni significative in termini di peso dei componenti stessi.
Riduzione di costi e tempi di sviluppo risultano oggi un obiettivo categorico dei programmi spaziali e le tecnologie AM si presentano come un contributo alla soluzione del problema della sostenibilità dei costi delle nuove missioni. La reale portata innovativa della tecnologia AM in campo spaziale, tuttavia, non consiste esclusivamente nel fare meglio ciò che già esiste, ma nel rendere possibile ciò che prima non lo era. La presenza dal 2014 di una stampante 3D presso la Stazione spaziale internazionale consente agli astronauti di fare sperimentazione su come realizzare nell’ambiente spaziale i componenti che dovessero subire guasti, gli strumenti necessari per riparali, o semplicemente produrre oggetti necessari alla loro vita nello spazio o agli obiettivi della missione. Costruire nello spazio con materiali portati allo stato di polveri da terra ha l’enorme vantaggio di non dover far subire ai componenti satellitari le sollecitazioni prodotte dalle accelerazioni della fase di lancio, la fase più critica per il dimensionamento meccanico di un satellite e delle sue parti.
La delocalizzazione dei processi produttivi (uno degli effetti più evidenti della digitalizzazione della progettazione sul quale non è possibile qui dedicare la dovuta attenzione per motivi di spazio) raggiunge con la costruzione in ambiente spaziale l’esito forse più estremo. Ma gli ambiti di interesse per le tecnologie additive riguardano anche le missioni di esplorazione del Sistema solare, per la semplice considerazione della necessità di dover fornire agli equipaggi alle stazioni umane su altri pianeti le più efficaci tecnologie di produzione manifatturiera. In questo senso appaiono di grande interesse i progetti e gli sviluppi condotti da Esa per le nuove stazioni lunari. Una valutazione equilibrata delle tecnologie AM attualmente disponibili non può non considerare anche gli attuali limiti della tecnologia e la circostanza che, in particolare per le produzioni in materiale metallico, tecnologie di trattamento e finitura dei componenti prodotti dai macchinari additive (siano essi basati sul laser o sul fascio di elettroni) sono ancora necessarie e, pur essendo straordinariamente estesa la possibilità di realizzazione di strutture complesse, esistono ancora limiti alla realizzazione di tali geometrie. Siamo probabilmente solo agli inizi di un processo di trasformazione profonda della quale assistiamo solo ai primi sviluppi. Una rivoluzione che non riguarda esclusivamente la produzione di oggetti, ma che impone un profondo cambiamento del modo stesso in cui siamo abituati a progettare e, in ultima analisi, a pensare il mondo che abitiamo e lo spazio che ci circonda.