Perspectivas do setor de impressão 3D (visão geral de 2019)

À medida que a indústria de impressão 3D cresce, novas tendências estão surgindo e os usos gerais da tecnologia estão evoluindo. Empresas em todo o mundo estão expandindo seus esforços em novas direções e estão adotando o que ela tem a oferecer em produtos de uso final, prototipagem e ferramentas, entre muitos outros usos. Aqui está uma olhada nas maneiras específicas pelas quais o setor evoluiu em 2019:

Previsões de crescimento global

Em geral, a indústria está crescendo, com várias previsões mostrando aumentos exponenciais nos gastos com impressão 3D e uso. O Wohlers Report 2019 prevê que até 2020 todos os produtos e serviços da AM em todo o mundo chegarão a US$ 15,8 bilhões. A empresa espera que as previsões de receita subam para US$ 23,9 bilhões em 2022 e US$ 35,6 bilhões em 2024.

A indústria de impressão 3D é amplamente categorizada em sistemas de desktop e industriais. Esse crescimento do setor está cortando os dois lados nessa frente, mostrando um aumento na receita de máquinas industriais e uma queda nas de desktop. A tendência geral é de alta, mas as impressoras menores estão mostrando uma diminuição geral.

Tanto o setor público quanto o privado estão investindo mais em impressão 3D em todo o mundo. A América do Norte detém a maior participação no financiamento da manufatura aditiva como um todo, no entanto, a China e as regiões da Ásia estão apresentando a maior taxa de crescimento, tornando-as concorrentes formidáveis ​​no futuro. Isso também pode ser reforçado pela própria iniciativa “Made in China” da China, que provavelmente aumentará o investimento em tecnologias do setor privado e público, incluindo impressão 3D e usinagem CNC (entre outras).

Outro relatório da GlobalData afirma que as indústrias aeroespacial e de defesa são uma das principais fontes de crescimento da manufatura aditiva. Isso é especialmente reforçado pela produção de peças de reposição, satélites e motores. As forças armadas chinesas, russas e americanas estão entre os fabricantes de defesa mais proeminentes que empregam o uso de tecnologias de impressão 3D.

A Europa também é um importante centro para as indústrias de impressão 3D. A grande demanda na região vem de pequenas e médias empresas que precisam de protótipos de alta velocidade, confiáveis ​​e de baixo custo, principalmente nos setores de saúde e aeroespacial. Os gastos do governo também estão vendo algum impulso para frente. O governo holandês, por exemplo, investiu mais US$ 150 milhões em pesquisas e inovações relacionadas à impressão 3D. Da mesma forma, a Finlândia tem procurado aumentar suas atividades de impressão 3D por meio de parcerias, enquanto nações como a Polônia também a integram para a área médica (política de coesão europeia).

Existem algumas restrições no mercado, como os altos custos de implantação da tecnologia para níveis industriais de produção. Isso pode ser restringido pelo aumento da concorrência nos sistemas de manufatura aditiva industrial, o que pode reduzir os preços no futuro. Outro fator de preocupação para o crescimento da impressão 3D é a confiabilidade e repetibilidade, o que impede que muitas empresas industriais adotem a tecnologia. Isso é algo em que os fabricantes de impressoras 3D estão trabalhando no setor e exigirá mais avanços para dissipar a impressão de falta de confiabilidade e consistência.

Uma grande quantidade de entrevistados em uma pesquisa de 2019 da Essentium (99%) planeja aumentar o nível de uso de impressão 3D em sua empresa. Em suma, a indústria parece saudável e está crescendo a uma taxa crescente de acordo com vários anos de previsões de Wohler, Sculpteo e muito mais.

Aplicativos e demandas do setor

Os principais usos da impressão 3D neste momento estão nas indústrias de saúde, aeroespacial e defesa, industrial e de produtos de consumo. As empresas que costumam operar com impressão 3D tendem a encontrar suas aplicações mais interessantes na criação de geometrias complexas, como treliças. Outro fator que muitas empresas consideram um importante USP de impressão 3D é a criação de iterações mais rápidas de seus produtos. Isso faz sentido, pois as empresas também afirmaram em outro estudo que seu principal foco para o uso da impressão 3D é acelerar os ciclos de desenvolvimento de produtos.

Embora os protótipos e a prova de conceito ainda sejam as formas mais comuns de as empresas utilizarem as impressões 3D, a produção e a P&D também estão crescendo. Os dois primeiros viram um aumento no uso em comparação com os últimos 2 anos, enquanto a produção de produtos acabados permaneceu em grande parte estagnada. Além disso, como observou uma pesquisa da Essentium, 83% das empresas que usam impressão 3D não a estão empregando para produção em massa (geralmente operando em execuções de produção abaixo dos anos 1000).

Outro aumento, conforme indicado pela pesquisa da Sculpteo, é a produção de peças de reposição e o interesse na gestão da cadeia de suprimentos. A gestão da cadeia de suprimentos tem sido um tema importante este ano em particular, causando ondas significativas nos setores aeroespacial e de defesa. Várias organizações como a Força Aérea dos EUA, Marinha e fabricantes de aviões em geral têm usado a impressão 3D para a restauração de aeronaves e embarcações mais antigas, restaurando peças que não estão mais em produção e diminuindo os custos de armazenamento com produção sob demanda. Isso pode ser visto nos casos de tampas de latrinas impressas em 3D certificadas pela Força Aérea dos EUA e pela Marinha Australiana testando a tecnologia em um teste recente de US$ 1 milhão. Ambos os casos implicam um uso mais extensivo no futuro.

Ao examinar as respostas dos entrevistados de várias pesquisas, podemos ver que a redução do tempo de entrega é um terceiro fator próximo, sendo a economia de custos também bastante importante. Esses são os dois fatores que a indústria de impressão 3D está tentando maximizar a eficiência com máquinas mais novas. Empresas como Spee3D e Aurora, por exemplo, têm desenvolvido consistentemente impressoras de metal que têm tempos de produção mais rápidos do que seus modelos mais antigos, quebrando seus próprios recordes anteriores.

Tecnologias

Em termos de tecnologias, o FDM/FFF ainda domina. A maioria das aplicações para FDM está na prototipagem e fabricação de ferramentas e gabaritos. As peças de produção de tiragem limitada também desempenham um papel importante nisso. Como mencionado anteriormente, houve um grande aumento nas impressoras industriais de tamanhos maiores, o que pode ter desempenhado um papel no crescimento crescente de peças de uso final (embora as peças de uso final ainda estejam longe do uso mais comum para impressoras 3D) .

Embora o FDM seja o mais predominante para a produção interna, outras formas de manufatura aditiva, como SLS, Jet Fusion e Polyjet, alcançaram crescimento por meio de serviços externos. De fato, além do FDM, a maioria dos outros tipos de impressão 3D tem maior probabilidade de ser usada por meio de serviços do que por produção interna. Embora as empresas estejam comprando mais impressoras em geral, elas também aumentaram o uso de serviços externos. Ambos os modos de uso viram aumentos.

Da mesma forma, é muito mais provável que as tecnologias de plástico sejam internas, enquanto a impressão de metal é mais provável de ser feita por meio de serviços externos. A indústria aeronáutica é muito mais propensa a usar as formas caras de impressão 3D do que outros usuários, com muitas empresas gastando mais de US$ 100.000 anualmente. Ilustrando este ponto, enquanto 38% das empresas pesquisadas usam SLS, apenas 15% delas possuem uma máquina própria.

A principal barreira para a implementação da impressão 3D é o orçamento e a confiabilidade, por isso é lógico que as formas mais novas e mais caras de impressão 3D são menos comuns no momento. O estudo da Essentium também corrobora esse ponto, mostrando que muitas empresas acreditam que os gastos associados à impressão 3D estão impedindo que ela se torne uma tecnologia de produção em larga escala. Isso pode mudar com mais testes e aumento da concorrência de preços no futuro.

Finalmente, entre as empresas que também estão empregando outras tecnologias além dos sistemas AM, a usinagem CNC foi a tecnologia complementar mais proeminente e o corte a laser foi o segundo seguido.

Materiais



O plástico é o material mais comum quando se trata de manufatura aditiva, tanto internamente quanto em termos de serviços. Prototipagem, ferramentas e P&D têm desempenhado um grande papel nisso e, embora outros materiais também sirvam a esses mesmos propósitos, os plásticos são os mais usados. No entanto, em termos de porcentagem de usuários, plásticos e metais caíram à medida que mais materiais se juntaram ao campo em geral. De fato, a maioria dos materiais (cerâmica, cera, resinas e multicoloridas) aumentou em 2019 em termos de uso interno. Essas disparidades também podem ser resultado do crescimento dos serviços terceirizados de AM como opção para muitas empresas.

Apesar da queda no uso interno de metal, a receita de impressão de metal cresceu cerca de 41,9%, continuando uma sequência de cinco anos de mais de 40% de crescimento a cada ano. Isso se deve ao fato de muitas indústrias aumentarem sua produção, mas os aumentos mais proeminentes em defesa e aeroespacial impulsionaram a tecnologia. No entanto, 50% da impressão em metal é feita por meio de serviços, em oposição à impressão interna.

O uso de resinas é de cerca de 40% em termos de uso de materiais internos, um aumento de 5% em relação ao ano anterior, enquanto as tecnologias multicoloridas aumentaram de 15% para 27%. Esses números são todos muito maiores ao incluir o uso por meio de serviços e métodos mistos.

Os materiais são uma das principais preocupações para o crescimento futuro da AM entre as empresas. Mais especificamente, a maioria das empresas espera ver mais materiais introduzidos e ter sistemas mais versáteis, já que novos materiais ficaram em segundo lugar nos fatores de crescimento que são mais interessantes para as empresas, de acordo com Sculpteo. Da mesma forma, as capacidades da máquina e o fornecimento e custo de materiais foram os dois fatores mais importantes para aumentar as atividades de impressão 3D de uma empresa.