Perspectiva da Indústria de Impressão 3D 2019: Tendências Globais de Crescimento e Oportunidades Futuras

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

Previsões de Crescimento Global

Em geral, a indústria está crescendo, com múltiplas previsões mostrando aumentos exponenciais tanto em gastos com impressão 3D quanto em uso. O Relatório Wohlers 2019 prevê que até 2020 todos os produtos e serviços AM mundialmente estarão em $15,8 bilhões. A empresa espera que as seguintes previsões de receita subam para $23,9 bilhões em 2022, e $35,6 bilhões em 2024.

A indústria de impressão 3D é amplamente categorizada em sistemas Desktop e Industriais. Este crescimento na indústria está cortando ambos os lados nessa frente, mostrando um aumento na receita para máquinas industriais e um declínio nas desktop. A tendência geral é ascendente, mas impressoras menores estão mostrando uma diminuição geral.

Tanto o setor público quanto o privado estão investindo mais em impressão 3D ao redor do globo. 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 mostrando a maior taxa de crescimento, tornando-as competidores formidáveis no futuro. Isso também pode ser ainda reforçado pela própria iniciativa 'Made in China' da China, que provavelmente impulsionará o investimento em tecnologias de setor público e privado, incluindo impressão 3D e usinagem CNC (entre outras).

Outro relatório da GlobalData afirma que as indústrias aeroespacial e de defesa são uma grande fonte de crescimento para 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 empregando o uso de tecnologias de impressão 3D.

A Europa também é um grande hub para as indústrias de impressão 3D. A demanda principal na região vem de pequenas e médias empresas que precisam de protótipos de alta velocidade, confiáveis e de baixo custo, que largamente estão nos setores de saúde e aeroespacial. Gastos governamentais também estão vendo algum impulso adiante. O governo holandês, por exemplo, investiu um adicional de USD 150 milhões em pesquisa e inovação relacionadas a impressão 3D. Similarmente, a Finlândia tem buscado aumentar suas atividades de impressão 3D através de parcerias, enquanto nações como a Polônia também estão integrando para o campo médico (política de coesão europeia).

Existem algumas restrições no mercado, como os altos custos de implementar a tecnologia para níveis industriais de produção. Isso pode ser contido pelos aumentos na competição dentro de sistemas de manufatura aditiva industriais, que poderiam arrastar os preços no futuro. Outro fator de preocupação para o crescimento da impressão 3D é o de confiabilidade e repetibilidade, que impede muitas empresas industriais de adotar a tecnologia. Isso é algo que fabricantes de impressoras 3D estão trabalhando dentro da indústria e exigirá avanços adicionais para dissipar a impressão de falta de confiabilidade e consistência.

Uma quantidade esmagadora de respondentes em uma pesquisa de 2019 pela Essentium (99%) estão planejando aumentar o nível de uso de impressão 3D em sua empresa. No geral, a indústria parece saudável e está crescendo a uma taxa crescente de acordo com múltiplos anos de previsões de Wohlers, Sculpteo e mais.

Aplicações e Demandas da Indústria

Os principais usos de impressão 3D neste momento estão nas indústrias de saúde, aeroespacial & defesa, industrial e produtos de consumo. Empresas que frequentemente operam usando impressão 3D tendem a encontrar suas aplicações mais interessantes na criação de geometrias complexas como treliças. Outro fator que muitas empresas acham ser um USP importante de impressão 3D é o de criar iterações mais rápidas de seus produtos. Isso faz sentido, pois empresas também declararam em outro estudo que seu foco principal para usar impressão 3D é acelerar ciclos de desenvolvimento de produto.

Embora protótipos e prova de conceito ainda sejam as maneiras mais comuns que empresas estão utilizando impressões 3D, produção e P&D também estão subindo. Os dois primeiros viram um aumento no uso comparado aos últimos 2 anos, enquanto produção de bens finais permaneceu largamente estagnada. Adicionalmente, como uma pesquisa da Essentium notou, 83% das empresas usando impressão 3D não a estão empregando para produção em massa (geralmente operando em corridas de produção sob os 1000s).

Outro aumento, como indicado pela pesquisa da Sculpteo, é o de produção de peças de reposição e um interesse em gestão de cadeia de suprimentos. Gestão de cadeia de suprimentos tem sido um grande tema este ano em particular, fazendo 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 impressão 3D para restauração de aeronaves e embarcações mais antigas, restaurando peças que não estão mais em produção e diminuindo custos de armazenagem com produção sob demanda. Isso pode ser visto nos casos de tampas de latrina impressas em 3D sendo certificadas pela Força Aérea dos EUA e a Marinha Australiana testando a tecnologia em um teste recente de USD 1 milhão. Ambos os casos implicam uso mais extensivo no futuro.

Olhando as respostas de respondentes de múltiplas pesquisas, podemos ver que redução de lead-time é um terceiro fator próximo com economia de custos também sendo bastante importante. Estes são ambos fatores que a indústria de impressão 3D está tentando maximizar eficiência com máquinas mais novas. Empresas como Spee3D e Aurora, por exemplo, consistentemente desenvolveram impressoras de metal que têm tempos de produção mais rápidos que seus modelos mais antigos, quebrando seus próprios recordes anteriores.

Tecnologias

Em termos de tecnologias, FDM/FFF ainda domina. A maioria das aplicações para FDM estão em prototipagem e manufatura de ferramentas e garras. Peças de produção de corrida limitada também desempenham um papel maior nisso. Como mencionado anteriormente, houve um grande aumento em impressoras industriais de tamanhos maiores, que pode ter desempenhado um papel no crescimento crescente de peças de uso final (embora peças de uso final ainda estejam longe de ser o uso mais comum para impressoras 3D).

Enquanto FDM é o mais prevalente para produção interna, outras formas de manufatura aditiva como SLS, Jet Fusion e Polyjet alcançaram crescimento através de serviços externos. Na verdade, além do FDM, a maioria dos outros tipos de impressão 3D são mais prováveis de serem usados através de serviços que através de produção interna. Enquanto empresas estão comprando mais impressoras no geral, eles também aumentaram o uso de serviços externos. Ambos os modos de uso viram aumentos.

Similarmente, tecnologias plásticas são muito mais prováveis de serem internas, enquanto impressão de metal é mais provável de ser feita através de serviços externos. A indústria aeronáutica é muito mais provável de usar as formas caras de impressão 3D que outros usuários, com muitas empresas gastando mais de USD 100.000 anualmente. Ilustrando este ponto, enquanto 38% das empresas pesquisadas usam SLS, apenas 15% delas possuem uma máquina interna.

A principal barreira para implementação adicional de impressão 3D é orçamento e confiabilidade, então faz sentido que as formas mais novas, mais caras de impressão 3D sejam menos comuns agora. O estudo da Essentium também corrobora este ponto, mostrando que muitas empresas acreditam que as despesas associadas com impressão 3D estão impedindo-a de se tornar uma tecnologia de produção em larga escala. Isso pode mudar com mais testes e competição de preços crescente no futuro.

Finalmente, entre as empresas que também estão empregando outras tecnologias além de sistemas AM, usinagem CNC foi a tecnologia companheira mais proeminente e corte a laser seguiu como um segundo próximo.

Materiais

Plásticos são o material mais comum quando se trata de manufatura aditiva, tanto internamente quanto em termos de serviços. Prototipagem, ferramentas e P&D desempenharam um grande papel nisso e, embora outros materiais também sirvam a estes mesmos propósitos, plásticos são o mais comumente usado. No entanto, em termos de porcentagem de usuários, plásticos e metais ambos caíram à medida que mais materiais se juntaram ao campo no geral. Na verdade, a maioria dos materiais (cerâmicas, cera, resinas e multicolor) subiram em 2019 em termos de uso interno. Estas disparidades também podem ser o resultado do crescimento de serviços AM externos como opção para muitas empresas.

Apesar da queda no uso interno de metal, a receita de impressão de metal cresceu estimados 41,9%, continuando uma sequência de cinco anos de mais de 40% de crescimento a cada ano. Isso tem sido devido a muitas indústrias aumentando sua produção, mas mais proeminentemente aumentos em defesa e aeroespacial empurraram a tecnologia adiante. No entanto, 50% da impressão de metal é feita através de serviços em oposição a impressão interna.

O uso de resinas está em cerca de 40% em termos de uso de materiais internos, um aumento de 5% do ano anterior, enquanto tecnologias multicolor subiram de 15% para 27%. Estes números são todos muito mais altos quando incluindo uso através de serviços e métodos mistos.

Materiais são uma das principais preocupações para o crescimento futuro de AM entre empresas. Mais especificamente, a maioria das empresas espera ver mais materiais introduzidos e ter sistemas mais versáteis, já que novos materiais ficaram em segundo no que fatores de crescimento são mais interessantes para empresas, segundo Sculpteo. Similarmente, capacidades de máquina e o fornecimento e custo de materiais foram ambos os dois fatores de maior ranking para aumentar as atividades de impressão 3D de uma empresa.