As 10 principais tendências de impressão 3D a serem esperadas em 2020

A impressão 3D teve um progresso considerável em 2019, com muitos marcos que moldam a indústria ao longo do ano. Com uma infinidade de novos desenvolvimentos, parcerias e aplicações, a indústria continua a crescer e se tornar mais consolidada.

À medida que entramos em um novo ano e em uma nova década, é natural imaginar o que o futuro reserva para a indústria de impressão 3D. Neste artigo, mergulhamos nas 10 principais tendências de impressão 3D que ocorrerão nos próximos 12 meses.

1. O cenário de impressão 3D se tornará ainda mais diverso

A indústria de impressão 3D está crescendo em diversidade, à medida que aumenta o número de participantes no mercado.

Uma prova dessa tendência é a edição 2019 do Formnext, evento que atrai quase todo o setor. Em 2019, foi de longe o maior de todos os tempos:852 expositores representando um crescimento de 35 por cento em relação ao ano anterior.

O número crescente de expositores é animador, pois significa que o setor está em uma trajetória de crescimento constante. Mas, ao mesmo tempo, esse crescimento está sinalizando o aumento do número de empresas que entram no mercado como start-ups e spinoffs, com novas tecnologias ou sua própria abordagem das já existentes.

Alguns exemplos de empresas recém-chegadas com promissores tecnologias, incluem inicialização de impressão 3D de silicone, Spectroplast; um desenvolvedor de impressora 3D Laser Powder Bed Fusion de baixo custo, One Click Metal; e o spin-off da Stratasys, Evolve Additive Solutions, que desenvolveu uma impressão 3D completamente nova baseada no processo eletrofotográfico.

Além disso, o cenário da indústria de fabricação de aditivos da AMFG (2019) identificou mais de 80 fabricantes de impressoras 3D, a maioria dos quais surgiram nos últimos 5 a 10 anos.

Em 2020 , esperamos que esse número cresça consideravelmente, alimentando uma concorrência saudável e levando as empresas a se concentrarem na inovação e no desenvolvimento.

2. Uma gama mais ampla de materiais específicos de aplicação está no horizonte

De acordo com uma pesquisa recente da Jabil, o custo do material e a disponibilidade são dois dos principais desafios quando se trata de adotar a impressão 3D para produção. Embora seja improvável que os custos de material diminuam substancialmente em 2020, definitivamente veremos mais materiais desenvolvidos com aplicações industriais em mente.

A gigante da manufatura, a Jabil, por exemplo, abriu seu Centro de Inovação de Materiais no início de 2019 para fazer exatamente isso.

O Centro de Inovação de Materiais é uma instalação ponta a ponta para desenvolver, testar e fabricar pós e filamentos de polímero para impressão 3D. Seu objetivo é poder pegar os requisitos de aplicação - da Jabil ou de clientes externos - e convertê-los em materiais que possam ser impressos.

Ainda não há opções suficientes em materiais de impressão 3D de polímero no mercado, em comparação com a gama de materiais para moldagem por injeção. Isso significa que os desenvolvimentos, como o da Jabil, ajudarão a preencher as lacunas de materiais, impulsionando uma nova geração de aplicações de impressão 3D.

Além de um foco renovado no desenvolvimento de materiais, materiais grandes as empresas se envolverão ainda mais na indústria de AM expandindo a cadeia de valor de AM.

Vimos exemplos disso ao longo de 2019, com fabricantes de materiais adquirindo fornecedores de serviços de AM e criando novas unidades de negócios dedicadas a AM.

Gradualmente, vários produtores de materiais, como BASF e GKN Additive, estão se transformando em provedores de soluções. Isso os torna bem posicionados para ganhar uma posição mais forte no mercado, enquanto impulsiona a industrialização da AM.

3. Espere mais opções para impressoras e materiais 3D de polímero de alta temperatura

Em 2019, vimos um aumento no número de impressoras 3D de polímero de alta temperatura entrando no mercado de empresas como Roboze, Zortrax e Essentium. Esse aumento foi impulsionado em grande parte pela crescente demanda por termoplásticos de alto desempenho como o PEEK.

Esses termoplásticos têm muitas propriedades atraentes, como resistência ao calor e química, bem como alta resistência e durabilidade, o que os torna procurado em muitas aplicações industriais. Mas, devido a essas propriedades, pode ser um desafio imprimir. Os fabricantes de impressoras 3D estão superando este desafio, equipando suas impressoras com uma cama aquecida e um bico de alta temperatura. Dito isso, o número de soluções disponíveis para impressão de polímeros de alto desempenho permanece pequeno. Como a demanda por plásticos de alto desempenho está crescendo, 2020 verá mais lançamentos de impressoras 3D de alta temperatura, promovendo a adoção da impressão 3D de polímero em todas as indústrias.

4. A impressão 3D composta entrará em um estágio de crescimento

Os compósitos são materiais leves e fortes, muito procurados em setores como aeroespacial, automotivo, petróleo e gás e produtos industriais. Quando combinada com a impressão 3D, a tecnologia pode agilizar e reduzir os custos de fabricação de compostos, quando comparada aos métodos tradicionais de fabricação de compostos manuais.

É por isso que acreditamos que a impressão 3D composta irá trilhar um caminho de forte crescimento no próximo ano.

2019 estabeleceu uma boa base para este crescimento. Por exemplo, empresas de impressão 3D compostas, como Fortify e Impossible Objects, levantaram milhões de dólares em financiamento. Em seguida, a empresa de tecnologia Arevo anunciou a aplicação bem-sucedida de sua tecnologia de impressão 3D composta para fabricar quadros de bicicletas.

Além disso, a empresa de impressão 3D em metal, a Desktop Metal, mudou-se para um espaço composto com o lançamento de suas impressoras Fiber 3D.

Finalmente, tem havido muitas parcerias entre empresas de hardware e materiais, com o objetivo de desenvolver compósitos para impressão 3D.

Combinadas, essas atividades apontam para um enorme, mas ainda inexplorado, potencial de impressão 3D de compósitos. Veremos um esforço ainda maior para impulsionar a impressão 3D composta, trazendo muitas inovações no espaço composto em 2020.

5. A evolução do software de impressão 3D será acelerada significativamente

Até recentemente, faltava foco em software de impressão 3D, quando comparado com os segmentos de hardware e materiais. Com a impressão 3D, os designers tiveram que lidar com um complicado processo de preparação de design, onde muitas ferramentas de design díspares criam um fluxo de trabalho complexo e ineficiente. Além disso, o software de simulação também precisa evoluir para permitir resultados de simulação mais precisos. Finalmente, as ferramentas de design para aditivos também precisam se tornar mais intuitivas e fáceis de usar.

Prevemos que 2020 será o ano em que veremos muitos dos desafios de software sendo resolvidos. As inovações de software, especialmente no espaço de design, terão maior foco, revelando um processo de design de impressão 3D mais rápido e fácil. Em última análise, a criação de soluções de software para atender às necessidades de AM servirá como um capacitador chave para a integração da tecnologia em um ambiente de produção.

6. O software MES se tornará essencial para a escalabilidade

Muitas empresas estão agora procurando estabelecer uma linha de produção em série AM. No entanto, ao fazer isso, eles se deparam com muitos desafios de fluxo de trabalho.

Por exemplo, muitos operadores e técnicos de AM ainda precisam gerenciar manualmente as ordens de serviço, verificar o status da construção e gastar muito tempo identificando as peças depois de impressas. Isso resulta em muitos gargalos operacionais, o que torna o dimensionamento e o gerenciamento eficaz da produção de AM uma tarefa desafiadora.

Vemos 2020 como o ano em que mais empresas perceberão que alcançar uma produção escalonável com impressão 3D é virtualmente impossível sem um sistema de gerenciamento de ponta a ponta em vigor.

Isso criará uma necessidade maior de soluções de gerenciamento de fluxo de trabalho - também conhecido como software Manufacturing Execution System (MES).

Desenvolvido com as necessidades de AM em mente, as soluções de software MES podem ajudar a estabelecer um ecossistema, onde diferentes estágios do fluxo de trabalho de AM são vinculados para alcançar um gerenciamento de processo de AM simplificado e digitalizado.

Integrar o software MES em uma instalação ou departamento de impressão 3D é uma etapa crucial em uma jornada de impressão 3D, e sua importância crescerá rapidamente com a industrialização da tecnologia.

7. A automação de pós-processamento ocupará o centro das atenções

Já em 2019, houve um grande foco em enfrentar os desafios da fase de pós-processamento da impressão 3D, como processos manuais.

Entrando em 2020, veremos um impulso maior para automatizar o pós-processamento operações, graças a um conjunto de soluções inovadoras que surgem no mercado. Equipamentos de pós-processamento, de empresas como AMT, DyeMansion e PostProcess Technologies, já estão ajudando muitos usuários de AM a automatizar a remoção de suporte, limpeza e coloração de peças impressas em 3D baseadas em polímeros. A AMT, em particular, está trabalhando para superar o desafio da remoção de pólvora, típico das tecnologias AM baseadas em pó, como o SLS.

De acordo com o CEO da AMT, Joseph Crabtree, "atualmente não há outra maneira de fazer isso [despolvimento] do que manualmente. Mesmo as soluções de secagem tradicionais ainda precisam de muita intervenção manual '.

A empresa está atualmente testando sua solução de depuração, que permite aos usuários desempacotar automaticamente o leito de pó, retirar o pó e remover as peças do leito de pó Sistemas AM. A máquina está prometida para ser lançada este ano, como parte da solução de pós-processamento ponta a ponta da AMT.

Em última análise, adicionar automação de pós-processamento a uma equação de impressão 3D permitirá que os fabricantes se transformem Impressão 3D em um processo contínuo que funcionará muito melhor em uma configuração de produção de volume.

8. A impressão 3D de alto volume estará um passo mais perto de se tornar uma realidade

Atualmente, a impressão 3D é normalmente vista como uma tecnologia adequada para produção de baixo a médio volume. Embora continue a ser o caso em 2020, também veremos mais oportunidades para alcançar uma produção de maior volume com a impressão 3D.

Uma das tecnologias que impulsionará essa tendência é o jato de aglutinante de metal. A tecnologia tem recursos exclusivos de atingir altas velocidades de impressão e fabricar componentes de alta precisão, usando metais de moldagem por injeção de metal mais baratos.

Em 2019, o jateamento de ligantes metálicos passou por um renascimento, com um foco maior no desenvolvimento de máquinas capazes de produção. Em 2020, veremos esses desenvolvimentos começarem a dar frutos.

Em 2019, a ExOne, por exemplo, apresentou a nova impressora 3D de metal X1 160PRO ™ para produção de alto volume, prevista para disponibilidade comercial no final de 2020. Na mesma linha, a Desktop Metal lançou seu mais recente Shop System, uma versão amigável para a oficina de seu Sistema de Produção. O Shop System também estará disponível ainda este ano.

Um usuário de pó da AM, a GE tem uma máquina de jato de aglutinante beta, adequada para peças de alto volume e baixo custo. A máquina já está funcionando no chão de fábrica do parceiro estratégico da GE, Cummins, um grande fabricante de produtos de geração de energia.

As soluções de jateamento com ligantes metálicos podem abrir novos caminhos para o uso da impressão 3D em indústrias de alto rendimento, como a automotiva. É por isso que, por exemplo, a Volkswagen está fazendo parceria com a HP como um dos primeiros usuários de sua tecnologia Metal Jet. Dentro da impressão 3D de polímero, as aplicações de produção de alto volume serão ainda mais difundidas.

Já em 2019, a HP apresentou um case de aplicação para mais de um milhão de peças, impressas em 3D pela empresa odontológica Smile Direct Club. Da mesma forma, as máquinas da 3D Systems têm produzido centenas de milhares de peças para a Align Technology. Esperamos que muitos mais casos semelhantes em outras indústrias surjam em 2020.

9. Os dados se tornarão a chave para aumentar a repetibilidade da impressão 3D

A maioria das tecnologias AM requer uma configuração de construção abrangente para garantir que a peça conclua o processo de impressão e possa passar pelo pós-processamento. Como a maioria dos usuários de AM sabe, às vezes é mais fácil falar do que fazer, pois não é incomum enfrentar variações e inconsistências de peça a peça e máquina a máquina.

Uma maneira de avançar é reunir o máximo de dados possível, o que pode fornecer uma visão sobre o processo de impressão 3D. Em 2020, haverá um grande foco em fazer exatamente isso.

Alguns fabricantes de hardware já estão permitindo que os usuários de AM coletem dados ajustando os sistemas de impressão 3D com sensores para permitir o monitoramento e controle durante o processo.

Sensores e câmeras colocados dentro de uma impressora 3D, em seguida, alimentam os dados de volta para um software especializado que mede e analisa vários aspectos de uma construção em tempo real, ajudando a documentar o processo de construção e garantir que os requisitos sejam atendidos .

Soluções de terceiros também estão começando a aparecer no mercado. Recentemente, Additive Assurance lançou a versão beta de sua plataforma de garantia de qualidade de impressão 3D de metal.

Essencialmente, Additive Assurance oferece um pacote de sensor para atualizar um sistema de metal baseado em pó com monitoramento e qualidade em processo. recursos de garantia. Embora atualmente em beta, a plataforma está configurada para um lançamento completo do produto no final de 2020.

Dito isso, o conceito de coletar e agir sobre dados de impressão 3D ainda está nos estágios iniciais, com apenas alguns soluções disponíveis no mercado. No entanto, esperamos ver mais exemplos de integração de recursos de controle de processo em hardware de impressão 3D ao longo do ano.

Isso introduzirá uma maior repetibilidade do processo, gerando, em última análise, mais confiança na impressão 3D como uma tecnologia pronta para a produção.

10. A colaboração vai acelerar AM para produção

À medida que a indústria de impressão 3D continua a amadurecer, ainda existem muitos desafios que precisam ser superados ao longo do caminho. Uma das maneiras mais eficazes de fazer isso é por meio da colaboração.

A indústria, os órgãos governamentais e as instituições de pesquisa devem trabalhar em conjunto para possibilitar o desenvolvimento de AM para amplas aplicações na indústria.

A indústria viu muitos esforços colaborativos altamente visíveis ao longo de 2019. Um exemplo é o projeto de Industrialização e Digitalização da Manufatura Aditiva (IDAM) iniciado por 12 parceiros de projeto, consistindo de PMEs, grandes empresas e instituições de pesquisa, e coordenado pela BMW.

O projeto de três anos visa permitir a produção AM de pelo menos 50.000 componentes por ano na produção de peças comuns e mais de 10.000 peças individuais e de reposição para a indústria automotiva.

Esperamos ver as colaborações se acelerando ainda mais em 2020. Mais fabricantes de materiais, construtores de máquinas e usuários terão que colaborar para criar cadeias de processo próximas e fluxos de trabalho interoperáveis, a fim de aumentar a escala e alcançar maior eficiência com impressao 3D.

Em última análise, a criação de um ecossistema colaborativo tornará mais fácil e rápido levar AM para a industrialização em larga escala e aumentar a aceitação da tecnologia no mercado.

Impressão 3D em 2020:foco na industrialização em grande escala

Em 2020, a impressão 3D continuará seu caminho em direção à industrialização, à medida que os participantes da indústria e os recém-chegados continuam a investir e impulsionar a inovação com a tecnologia. Os avanços que levaram a impressão 3D aonde está hoje continuarão em 2020, indicando o poder de permanência e o desenvolvimento sustentado da tecnologia.

Claro, há trabalho a ser feito para provar a competitividade da impressão 3D fora de seu pool relativamente pequeno de usuários e aplicações de nicho. O esforço conjunto da indústria será uma das principais forças motrizes para atingir esse objetivo.

Assim, olhando para o ano que se inicia, a impressão 3D continuará seu progresso constante, superando os desafios existentes, trazendo novas aplicações e expandindo seu alcance para novos horizontes.

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