Un rapporto pubblicato dall’Ufficio Europeo dei Brevetti (EPO, European Patent Office) mostra che l’innovazione nella “produzione additiva”, nota anche come stampa 3D ha subito un’impennata nell’ultimo decennio.
Lo studio intitolato “Ultime tendenze riguardo l’innovazione nella manifattura additiva” rileva che tra il 2013 e il 2020 i depositi delle domande di brevetto a livello mondiale nel settore sono cresciuti con un tasso medio annuo del 26,3%: quasi otto volte più alto rispetto a tutti i settori tecnologici nel loro complesso (3,3%).
Il settore della stampa 3D è diventato più eterogeneo: mentre in passato i principali attori erano affermate aziende ingegneristiche, ora cominciano ad emergere molte start-up ed aziende specializzate nella produzione additiva.
In totale, dal 2001 sono state depositate in tutto il mondo più di 50.000 famiglie di brevetti internazionali (IPF – international patent family) per le tecnologie di stampa 3D. Una IPF rappresenta un’invenzione potenzialmente significativa per la quale sono state depositate domande di brevetto in due o più Paesi del mondo.
Con questo studio, stiamo adottando una prospettiva globale sulla rivoluzione derivante dalla tecnologia di stampa 3D, utilizzando i dati dei brevetti internazionali per analizzare la portata e le implicazioni di questa tendenza tecnologica”, afferma il Presidente dell’EPO António Campinos. “Sono europei quattro dei primi dieci istituti di ricerca nell’innovazione della manifattura additiva. Ciò fa ben sperare per il futuro, poiché i progressi tecnici in questo campo spesso derivano dalla ricerca d’avanguardia di queste istituzioni”.
Italia, tra sesto e secondo posto
In Europa, la Germania è emersa come chiaro leader nell’innovazione delle tecnologie di stampa 3D, raggiungendo la quota del 41% del totale europeo (stati membri dell’EPO), e totalizzando 6711 depositi di brevetti internazionali (IPFs) registrati tra il 2001 e il 2020. La Francia si posiziona al secondo posto con una quota del 12% sul totale (1 938 IPFs), seguita dal Regno Unito (12%; 1 925 IPFs). L’Italia con il 3% dei brevetti totali (574 IPFs) si classifica al sesto posto tra gli stati Europei.
Tuttavia, l’Italia ottiene una posizione di maggior rilievo quando si tratta del settore dei sistemi industriali di produzione additiva, anch’essi in rapida crescita a livello globale. Secondo un rapporto del 2023 di Wohlers Associates, l’Italia occupa il secondo posto in Europa per numero di sistemi di stampa industriale installati (4,7% del totale globale cumulativo degli impianti), preceduta solo dalla Germania (8,5%). Il Regno Unito si posiziona invece al terzo posto (3,5%), seguito dalla Francia (3,4%).
Nel settore della stampa 3D, l’Italia ha una specializzazione relativa nel campo dei beni di consumo (2.3%,26 IPF), dell’odontoiatria (2,3%, 57 IPF) e delle costruzioni (2,0%, 17 IPF).
In Italia, oltre alle filiali di aziende multinazionali, come Nuovo Pignone S.p.A. (Gruppo GE) e STMicroelectronics S.p.A., anche le PMI e le start-up danno un importante contributo all’innovazione della stampa 3D. Tra queste ci sono aziende come SISMA, CRP Technology e Desamanera. Molte di queste realtà sono specializzate in un particolare settore della stampa 3D e hanno un portafoglio di brevetti a sostegno del loro sviluppo commerciale.
Case study italiano sulla stampa 3D: Roboze
Il rapporto dell’EPO include tre case studies di aziende di stampa 3D e di come queste utilizzino i brevetti per proteggere le loro invenzioni. Uno di questi casi è Roboze, un’azienda di stampa 3D fondata a Bari (dove ha anche la sede) nel 2013.
La tecnologia ad alta precisione dell’azienda è in grado di trasformare superpolimeri e materiali compositi in parti funzionali finite da utilizzare anche in condizioni estreme e settori all’avanguardia. Il CEO e fondatore di Roboze è Alessio Lorusso, che ha iniziato il suo percorso nella produzione additiva a soli 17 anni, quando ha costruito la sua prima stampante 3D senza cinghia.
L’ecosistema dell’azienda comprende stampanti 3D, materiali proprietari e software. La tutela strategica della proprietà intellettuale è stata un fattore di crescita cruciale per Roboze.
Fin dai suoi esordi, l’azienda ha prontamente fatto richiesta di brevetti per proteggere le sue macchine e il processo di stampa stesso, depositando oltre 10 brevetti per la stampa 3D. Questo ha contribuito a garantire all’azienda l’accesso ai finanziamenti da parte di oltre 15 investitori Europei e degli Stati Uniti.
Il ruolo della ricerca; PoliMi, CNR, PoliTo, leader nella tecnologia della stampa 3D
Anche le università e le organizzazioni pubbliche di ricerca contribuiscono in modo significativo all’innovazione della manifattura additiva.
A livello mondiale, circa il 12% delle famiglie di brevetti internazionali (IPF) relative alla stampa 3D sono state depositate da università o enti di ricerca, una percentuale quasi doppia rispetto a quella tipica di altri settori (7%). Ad esempio, una IPF su tre associata allo sviluppo di biomateriali e una IPF su due per la stampa 3D di organi e tessuti artificiali proviene da un’università o da un’organizzazione pubblica di ricerca.
Anche in Italia le università e i centri di ricerca danno un contributo importante all’innovazione della stampa 3D, tra questi spiccano il Politecnico di Milano, il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e il Politecnico di Torino.
Prospettiva globale: Stati Uniti, Europa e Giappone in prima linea
Il rapporto dell’EPO rileva che l’Europa e gli Stati Uniti sono in testa alla corsa globale all’innovazione della stampa 3D.
Gli Stati Uniti detengono il primo posto, con il 39,8% di tutte le famiglie di brevetti internazionali (IPF) relative alla produzione additiva tra il 2001 e il 2020. L’Europa (Stati membri dell’EPO, compresa tutta l’UE-27) segue da vicino con una quota del 32,9%. Insieme, Europa e Stati Uniti rappresentano quasi i tre quarti dell’innovazione mondiale della stampa 3D.
Il Giappone rappresenta il 13,9% di tutte le IPF relative alla stampa 3D, mentre la Cina e la Corea del Sud rispettivamente il 3,7% e il 3,1%.
Un impatto dirompente su un numero sempre maggiore di settori industriali
La stampa 3D elimina le tradizionali restrizioni tecniche al processo di produzione industriale, riduce gli sprechi e apre la strada alla personalizzazione di massa. Non è più una tecnologia di nicchia, ma sta trasformando la produzione in un numero sempre maggiore di settori industriali.
I due campi più importanti per le domande di brevetto di stampa 3D sono quello sanitario e medico (per un totale di 10.000 IPF tra il 2001 e il 2020) e quello dei trasporti (7.000 IPF).
La ricerca dell’EPO, basata sui dati delle domande di brevetto, offre una prima analisi prospettica sui potenziali usi futuri della stampa 3D. Dato che i brevetti vengono depositati mesi o addirittura anni prima che i prodotti appaiano sul mercato, le informazioni sui brevetti possono indicare la direzione di sviluppo delle tecnologie.
Questo rapporto, che dimostra quanto la produzione additiva sia fondamentale per promuovere l’innovazione e la sostenibilità a livello mondiale, fa seguito alla pubblicazione di un primo rapporto dell’EPO sui brevetti e la stampa 3D avvenuta nel luglio 2020, e dedicata esclusivamente ai brevetti europei.
Il mercato della produzione additiva ha registrato una forte crescita, con un fatturato triplicato dai 6 miliardi di dollari del 2016 ai 18 miliardi di dollari (16,17 miliardi di euro) del 2022, secondo le stime di Wohlers Associates. Durante la pandemia, la stampa 3D ha svolto un ruolo fondamentale nel passaggio alla produzione locale, riducendo la dipendenza dalle catene di approvvigionamento internazionali. Secondo le proiezioni, il mercato potrebbe superare i 50 miliardi di dollari entro il 2028.
