Impressão 3D em 2018:7 tendências que moldaram a indústria

2018 foi um ano de crescimento e maturidade para a indústria de manufatura de aditivos.

O hype da impressão 3D dos anos anteriores, quando se previa que a impressão 3D para o consumidor levaria a impressoras 3D em todas as casas, deu lugar a uma onda de desilusão quando esse não foi o caso.

Desde então, vimos a indústria se afastar desse hype, fazendo a transição para se concentrar no valor da manufatura aditiva como uma solução industrial.

Embora ainda seja uma porcentagem relativamente pequena da indústria de manufatura de US $ 12 trilhões, a manufatura aditiva comprovadamente se destacou como uma tecnologia que pode permitir a transformação digital em todos os setores.

Neste artigo, damos uma olhada em 7 tendências principais que ajudaram a moldar a indústria de manufatura de aditivos em 2018.

# 1 Fabricação de aditivos continua a amadurecer

AM é uma solução industrial Os avanços que a manufatura aditiva fez no campo das aplicações industriais sinalizam uma maturidade crescente dentro da indústria.

Crucialmente, esses desenvolvimentos não foram, em sua maioria, imediatamente visíveis ou projetados para substituir a manufatura tradicional. Em vez disso, eles refletem um progresso gradual e incremental, conforme as nuances da tecnologia são descobertas.

Esta transição foi especialmente destacada na feira Formnext em novembro, o maior evento de manufatura avançada do setor. Desde o seu início, o Formnext tem sido um indicador chave de tendências mais amplas do setor.

AM para produção foi um ponto chave na feira deste ano, com fabricantes demonstrando aplicações industriais de seus sistemas, materiais e software. Mas, como muitos apontaram, a maneira como pensamos sobre o aditivo mudou. Formnext demonstrou que é cada vez menos sobre a ‘revolução’ da impressão 3D e mais sobre os aplicativos que podem se beneficiar da tecnologia.

Além disso, a variedade de apresentações industriais, juntamente com o fato de que o Formnext continua a crescer a cada ano - 2018 teve um aumento de 25% no número de visitantes em comparação com 2017 - ilustra ainda mais como a manufatura aditiva se tornou uma chave parte do cenário de manufatura.

A necessidade de padronização

O crescente foco na padronização este ano é mais um sinal da crescente maturidade do setor.

A necessidade de preencher a lacuna no que diz respeito à padronização de processos, sistemas - e até mesmo terminologia - vem ganhando cada vez mais importância, em linha com o foco crescente na manufatura aditiva para a produção.

Como cofundador da Nano Dimension, Simon Fried aponta:

“Para amadurecer adequadamente como uma indústria, você precisa ter padrões que todos sigam. Você precisa ter processos, como formas de rastrear produtos e garantir proteção IP para arquivos. Portanto, [no futuro] haverá menos brilho e glamour e mais detalhes sobre como implantar essas tecnologias de forma eficaz ”.

2018 viu alguns marcos importantes alcançados nesta área, incluindo:

• A publicação da segunda versão do Roteiro de Padronização para Fabricação de Aditivos em junho;
• O lançamento do Centro de Excelência em Fabricação de Aditivos em julho, com o objetivo de identificar as principais lacunas de padronização;
• E em novembro deste ano, especialistas de instituições de pesquisa, organizações de desenvolvimento de padrões e funcionários do governo se reuniram no Formnext para realizar o primeiro fórum transatlântico de padrões AM.

Em comparação com a manufatura tradicional, que teve séculos para desenvolver processos e métodos padronizados de produção, a manufatura aditiva ainda está nos estágios iniciais dessa jornada. Mas os sinais de maturidade que o setor deu neste ano indicam um avanço constante, embora gradual, da produção.

# 2 Maior colaboração

Este ano destacou a importância das parcerias e colaboração para promover o avanço da manufatura aditiva.

Estabelecer joint ventures e comitês e forjar, consórcios e parcerias estratégicas têm sido indicativos de que as partes interessadas combinam seus esforços para impulsionar a industrialização da manufatura aditiva. A Ultimaker, por exemplo, fez parceria com fabricantes globais de produtos químicos para expandir seu portfólio de materiais. “O que a maioria das pessoas pensa em uma impressora 3D - especialmente se vão começar a usá-la para produção - é que seu protótipo seja o mais próximo possível da parte final real”, explica o presidente da Ultimaker na América do Norte, John Kawola, em um recente entrevista com AMFG.

“Portanto, se os materiais podem ser iguais e ter os mesmos tipos de química ou resinas, não há apenas um fator de bem-estar, mas também um valor de engenharia, certificação e classificação.”

Da mesma forma, a HP, que lançou seu Metal Jet System este ano, fez parceria com fabricantes líderes (como GKN e Parmatech) para oferecer aos clientes seus serviços de impressão 3D em metal. “Embora [HP] possa ser a melhor empresa de impressão do mundo, decidimos fazer parceria com aqueles que têm experiência na produção de peças de metal para a indústria”, disse Tim Weber, chefe global da HP Metal Jet.

Parcerias também são importantes para OEMs. No setor aeroespacial, por exemplo, a Etihad Airways Engineering (provedora de serviços de MRO) anunciou sua parceria com a EOS no início deste ano. A parceria se concentra na produção de peças de aeronaves impressas em 3D e visa qualificar o processo de produção e os materiais para atender aos padrões da aviação.

A parceria e outras são apenas mais um exemplo de OEMs e fabricantes de sistemas colaborando para mais acelerar o desenvolvimento em setores específicos.

Mas não são apenas acordos comerciais que foram assinados.

Em nível governamental, há um reconhecimento cada vez maior da importância da MA dentro da manufatura.

Apenas neste mês, a CECIMO, a Associação Europeia que representa as Indústrias de Máquinas-Ferramenta, criou um comitê de manufatura aditiva para fornecer às empresas AM uma plataforma para discutir a política da UE que afeta a indústria.

Com a experiência de mais de 350 organizações, o comitê está focado em questões relacionadas ao desenvolvimento da força de trabalho, estrutura regulatória e estatísticas relacionadas à AM. Esses são tópicos importantes a serem abordados se a AM quiser continuar sua trajetória de crescimento industrial.

# 3 Mais um ano de sucesso para a impressão 3D em metal

A impressão 3D de metal tem sido o foco de muita atenção nos últimos anos e 2018 não foi exceção.

No início do ano, a Technology Review anual do MIT incluiu a impressão 3D de metal como uma das 10 principais tecnologias inovadoras de 2018, observando que a tecnologia está “se tornando barata e fácil o suficiente para ser potencialmente prática maneira de fabricar peças. ”

Mas onde a impressão 3D de metal teve crescimento?

Crescimento em tecnologias de metal
Para DMLS, houve um aumento nas aplicações de 8% em 2017 para 21% em 2018, de acordo com o relatório anual State of 3D Printing de Sculpteo.

As tecnologias de fusão em leito de pó ganharam força, oferecendo uma solução eficaz para aplicações de alto volume e baixo volume nas indústrias aeroespacial e médica.

2018 também viu o Jateamento de Metal Binder se destacar, visando uma gama mais ampla de casos de uso em bens automotivos e industriais. A natureza escalável e a velocidade do processo de jato de aglutinante de metal o tornam atraente para aqueles que buscam integrar a impressão 3D em fluxos de trabalho de manufatura existentes.

Novos participantes

Talvez atraídos pelo potencial da impressão 3D, vários novos players também entraram no mercado este ano. Talvez o maior exemplo seja a HP, que lançou seu novo sistema Metal Jet em setembro. O sistema, que é baseado na tecnologia Binder Jetting da HP, foi desenvolvido com foco na produção em massa desde o início.




Metal AM já percorreu um longo caminho ... mas ainda há mais a ser feito
Reconhecidamente, os principais desafios ainda permanecem para os fabricantes resolverem quando se trata de impressão 3D em metal. Isso inclui as questões de velocidade de impressão, qualidade da peça e repetibilidade do processo. A Digital Alloys, que encerrou seu financiamento da Série B no verão de 2018, desenvolveu sua impressão Joule metal 3D para resolver esses problemas. A empresa obteve neste ano as duas primeiras patentes desta tecnologia.

Falando com a AMFG, o CEO da Digital Alloys, Duncan McCallum, explica:“Simplesmente não há muitas boas opções hoje se você quiser usar a impressão 3D [metal] para produção. Isso ocorre porque os sistemas são muito lentos, os custos de produção são muito altos e os processos são muito complexos. Isso torna difícil obter peças de metal de alta qualidade de forma consistente. ”

Dito isso, a gama de novas tecnologias e sistemas de metal revelados durante 2018 é uma indicação positiva do nível de atividade e pesquisa que está sendo realizada para promover o desenvolvimento da impressão 3D em metal.

# 4 Crescimento contínuo de materiais

2018 foi um ano importante para a inovação e o crescimento de materiais. À medida que a impressão 3D muda para abranger a produção, a indústria tem sido impulsionada a fornecer uma gama maior de materiais de qualidade e alto desempenho, além de materiais de prototipagem de alta qualidade.

Em 2018, os plásticos e polímeros continuaram a representar a maior parte do mercado de materiais de impressão 3D. Essa proporção cresceu para quase US $ 5,5 bilhões em 2018 em comparação com US $ 1 bilhão em 2017, de acordo com um relatório da SmarTech.

Isso pode não ser uma surpresa, considerando que 2018 viu uma série de grandes empresas químicas entrando na indústria, bem como participantes existentes revelando soluções de materiais mais amplas.

Por exemplo, a Mitsubishi Chemical fez sua incursão no mercado de materiais de impressão 3D de polímero no início deste ano, após adquirir a Dutch Filaments, fabricante e fornecedora de filamentos de impressão 3D de polímero.

O A expansão da gigante química para a impressão 3D também é outro exemplo de empresas globais que reconhecem as oportunidades de negócios significativas que podem ser encontradas no setor.

No lado dos metais, as receitas de pó de metal atingiram US $ 300 milhões em 2018.

Curiosamente, o aumento do Binder Jetting em 2018 permitiu às empresas reduzir o custo de materiais metálicos usando pós comparativamente mais baratos de moldagem por injeção de metal (MIM). Esses pós também podem abrir potencialmente a porta para uma gama muito mais ampla de materiais já bem estudados.

No que diz respeito aos materiais, 2018 viu um foco renovado na diversificação da gama de materiais para impressão 3D, com empresas novas e estabelecidas investindo recursos para trazer novos materiais para o mercado. No futuro, isso ajudará a facilitar uma gama ainda maior de aplicações de impressão 3D, além de reduzir os custos de material.

# 5 Software:a chave para o sucesso

Como um dos três pilares da manufatura aditiva, o software é um dos elementos cruciais para acelerar o crescimento da manufatura aditiva.

Embora normalmente esquecido em comparação com o desenvolvimento de hardware e materiais, nos últimos 12 meses houve um aumento significativo na atividade, investimento e iniciativas de desenvolvimento de software.

Crescimento em software de simulação
Marcos importantes em software foram alcançados na área de soluções de garantia de qualidade habilitadas por software, como simulação de processo e software de monitoramento in-situ.

O software de simulação tem ganhado força significativa ao longo do ano , com grandes nomes como Siemens e Materialize lançando novas ou expandindo soluções de simulação de software existentes.

O crescimento do software de simulação pode ser geralmente atribuído ao fato de que a impressão 3D, particularmente com metais, está se movendo para o reino da produção. Isso requer maior repetibilidade e consistência do processo.

Usando o software de simulação, os designers e engenheiros são capazes de obter informações valiosas sobre o processo de impressão para que possam reduzir ou eliminar possíveis falhas antes que elas ocorram.

A necessidade de automação do fluxo de trabalho
Outro elemento que tem visto um crescente reconhecimento é a necessidade de um software de fluxo de trabalho para automatizar, gerenciar e criar um processo de manufatura aditiva escalonável. AMFG anunciou várias parcerias com empresas que optam por adotar software de fluxo de trabalho para digitalizar e agilizar os processos manuais.

No lado da segurança, jogadores importantes como LEO Lane surgiram conforme a necessidade de soluções de segurança e proteção IP se torna mais aguda .

# 6 Um novo enfoque no pós-processamento

Outro elemento historicamente esquecido do processo de manufatura aditiva tem sido o estágio de pós-processamento. Uma parte demorada e trabalhosa do processo AM, o pós-processamento tende a ficar fora do radar.

O surgimento de soluções automatizadas de pós-processamento
Não é surpreendente, portanto, que o pós-processamento tenha sido identificado como um estágio que mais precisa de desenvolvimento para permitir a produção em massa.

No entanto, 2018 viu várias etapas serem feitas para mudar isso, com o desenvolvimento de soluções de pós-processamento altamente automatizadas.

Olhando para o hardware, algumas das inovações interessantes vêm das Tecnologias PostProcess. A empresa com sede nos Estados Unidos oferece soluções de pós-processamento que automatizam as etapas de remoção de suporte e acabamento de superfície para peças de plástico e metal.

“À medida que cada um de nossos clientes dimensiona suas operações de AM, eles estão percebendo cada vez mais um gargalo no que chamamos de terceira etapa do processo aditivo:pós-impressão. Com nossas soluções, eles são capazes de automatizar esse processo e remover esse gargalo. ”CEO da PostProcess Technologies, Jeff Mize

Curiosamente, a Post Process anunciou sua parceria com a fabricante alemã Rosler para trazer suas soluções para o mercado europeu.


Gerenciando pós-processamento digitalmente
No lado do software, o gerenciamento das operações de pós-processamento também está ganhando atenção, com o surgimento de soluções avançadas de gerenciamento de pós-produção.

Essas soluções permitem que os usuários de AM conectem o planejamento de pós-produção para o resto de seus fluxos de trabalho de AM para criar uma operação de produção escalável e contínua.

# 7 Uma tecnologia para fábricas inteligentes

Finalmente, 2018 estabeleceu que a impressão 3D terá um papel fundamental na criação de fábricas digitais inteligentes no futuro.

As fábricas inteligentes contam com conectividade, digitalização e tecnologias avançadas para permitir uma fabricação mais flexível e ágil.

Como tecnologia digital sem ferramentas, a manufatura aditiva se encaixa perfeitamente nessa visão. 2018 sugeriu vários exemplos de como as empresas podem alcançar a visão de uma fábrica inteligente com impressão 3D.

Por exemplo, a Ford Motor Company recentemente compartilhou como está usando a impressão 3D ao lado de robôs colaborativos e aplicativos de realidade virtual em seu novo Centro de Fabricação Avançada de $ 45 milhões em Michigan.

Com 23 3D Impressoras no chão de fábrica, a Ford pode trabalhar com vários tipos de processos e materiais, como areia, náilon e compostos de fibra de carbono. Eles serão usados ​​para produzir tudo diretamente, desde peças de freio a componentes internos de automóveis e ferramentas de montagem - uma flexibilidade que poucas tecnologias de fabricação podem oferecer.

Outro exemplo vem da BigRep, um fabricante alemão de impressoras 3D, que tem revelou planos para otimizar suas impressoras 3D para uso em fábricas inteligentes.

Para isso, a empresa firmou parceria com a empresa de engenharia Bosch Rexroth, que compartilhará sua expertise em soluções de fábrica inteligente.

Por meio dessa parceria, as impressoras 3D da BigRep serão equipadas com Os sistemas e drives de controle CNC de última geração da Bosch Rexroth, permitindo total conectividade e recursos de processamento de dados.

Impressão 3D industrial em 2018:um conto de automação e escalabilidade

Com apenas algumas semanas até 2019, é seguro dizer que 2018 foi um ano emocionante para a indústria de manufatura de aditivos.

Do papel crescente do software ao foco crescente no pós-processamento, a indústria de AM tem crescido como uma tecnologia de manufatura digital, viável não apenas para prototipagem, mas cada vez mais para produção.

A indústria não apenas se afastou ainda mais da agitação dos anos anteriores, como também demonstrou sua crescente maturidade ao lado da manufatura tradicional.

Com desenvolvimentos em todo o escopo de hardware, materiais e software, 2019 verá a indústria construir sobre esses avanços para impulsionar ainda mais o uso industrial de tecnologias de impressão 3D.