Indústria 4.0 e manufatura distribuída permitem uma produção mais sustentável

Os fabricantes adotam tecnologias como a impressão 3D para mover parte da produção localmente, usar materiais mais sustentáveis ​​e reduzir o desperdício.

A pandemia atual mostrou muitos desafios novos e existentes na cadeia de suprimentos mundial, desde fábricas que tiveram que fechar por causa de bloqueios, a necessidade de reequipar muitas linhas de produção, até interrupções mundiais de frete aéreo e linhas de fornecimento de transporte marítimo.

Enquanto a maioria das fábricas retomou as operações normais em muitos países, especialmente na Ásia, as mudanças na distribuição necessárias para entregar os equipamentos de proteção necessários deixaram contêineres vazios em locais incomuns. A coleta desses contêineres é cara e agora os fabricantes enfrentam custos adicionais de envio e atrasos no envio de seus produtos para seus clientes e centros de distribuição.

Os fabricantes estavam felizes em transferir a produção para outro lugar, mas agora eles a querem de volta para casa

Em 2010, o falecido Andy Grove, ex-CEO da Intel, escreveu na Businessweek:“As empresas americanas descobriram que poderiam fazer sua fabricação e até mesmo sua engenharia mais barata no exterior. Quando o fizeram, as margens melhoraram. A administração estava feliz, e os acionistas também. O crescimento continuou, ainda mais lucrativo. Mas a máquina de trabalho começou a engasgar.”

Os fabricantes asiáticos aprenderam rápido e iniciaram sua indústria em componentes-chave, como LCDs, moldagem por injeção (resultado do investimento maciço na fabricação de brinquedos na China), baterias de íons de lítio, placas sem fio, placas controladoras, circuitos flexíveis, etc. muito felizes em atender, pensando que ainda tinham o design e a engenharia de ponta de produtos inovadores em suas mãos.

Agora que muitas fábricas estão lutando para obter os componentes de que precisam, muitos OEMs estão procurando tecnologias inovadoras para aproximar a produção de seus mercados.

Tecnologias como impressão 3D e corte a laser permitem a produção local de séries limitadas a preços que podem competir com moldagem por injeção e fabricação de jato de água.

Na última década, a impressão 3D evoluiu de uma tecnologia experimental usada apenas para produções muito limitadas para uma tecnologia de produção de grandes quantidades de peças especializadas para diversas indústrias.

Grandes corporações, especialmente as do mercado de eletrônicos de consumo, terceirizam há anos algumas tarefas de desenvolvimento de novos produtos, especialmente para o design de protótipos e embalagens. Agora, empresas menores, inicialmente relutantes em permitir que pessoas de fora colaborem em novos produtos, estão pedindo coisas como desenvolvimento de código de impressão 3D, validação de produtos e testes externos de novos produtos a serem feitos por fornecedores externos.

“Desde os primeiros bloqueios, houve uma mudança no trabalho que fazemos para vários clientes, especialmente em empresas de médio e grande porte. Agora que é recomendado que as pessoas evitem viajar e ir ao local de trabalho habitual, funcionários de teletrabalho e equipes de desenvolvimento do exterior estão nos pedindo para desenvolver projetos e protótipos”, diz David Tena, proprietário do FabCafe em Barcelona. “Por exemplo, para uma empresa sediada em Chicago, estamos projetando um caso para um dispositivo eletrônico, coordenando com sua equipe de desenvolvimento eletrônico, compartilhando as mudanças e melhorias que estamos fazendo e imprimindo em 3D as iterações para testá-las fisicamente.”

Novos materiais permitem produção mais sustentável e redução de resíduos

A impressão 3D para a indústria permite a produção de muitas estruturas geométricas e simplifica o processo de design do produto. Também é relativamente amigo do ambiente. Na produção de baixo a médio volume, também pode diminuir os prazos de entrega e os custos totais de produção.

Na impressão 3D, ao contrário da fabricação tradicional, o custo por unidade não depende do volume. A impressão 3D também permite que as mesmas peças sejam produzidas exatamente com as mesmas especificações em qualquer lugar do mundo, economizando assim o custo adicional de transporte e tornando a produção mais sustentável. Além disso, à medida que as impressoras 3D industriais se tornam mais baratas e rápidas, a necessidade de armazenamento e grandes estoques se torna menos crítica, pois as peças podem ser fabricadas sob demanda.

Atualmente, a maioria das impressoras 3D industriais está usando poliamidas como PA11 e PA12. Esses plásticos de alta qualidade são os materiais de escolha para aplicações em que segurança, durabilidade ou confiabilidade são críticas. Eles são usados ​​para fabricar peças confiáveis ​​para indústrias como automotiva, médica, esportiva e aeronáutica. PA11 é uma biopoliamida 100% feita de materiais reciclados, essencial para apoiar iniciativas de economia circular. Até recentemente, seu alto preço tornava esses materiais muito caros para bens de consumo de baixo custo.

A HP e outros fabricantes agora estão usando outros materiais, como vidro de alta temperatura e alguns metais.



Além disso, agora é possível imprimir circuitos eletrônicos básicos em peças impressas em 3D. A novidade aqui é imprimir eletrônicos 3D embutidos em objetos. Portanto, para um custo incremental marginal quase zero, você pode incorporar sensores. Cada item pode ter linhas de energia, linhas de sinal e sensores embutidos na peça impressa em 3D.

“O fato de a Indústria 4.0 possibilitar economicamente a fabricação distribuída significa que você pode mudar a maneira como constrói e distribui produtos”, disse Ramón Pastor, vice-presidente e gerente geral de impressão 3D da HP, em entrevista ao IoT Times. “Há algumas estimativas de que até metade do combustível, combustível fóssil, neste caso, consumido no mundo é usado para transportar produtos de onde são produzidos para onde são consumidos. Nesse sentido, a combinação da Indústria 4.0, manufatura digital e impressão 3D nos permite mudar esse paradigma e ir para a manufatura distribuída, que é basicamente, você fabrica o que precisa no momento que precisa junto de onde está a demanda. ”