5 maneiras que a impressão 3D pode beneficiar a indústria de bens de consumo (atualização 2021)

Além disso, exemplos da tecnologia em ação.
Você sabia disso 76 por cento das empresas de bens de consumo já está usando a impressão 3D?

As empresas de bens de consumo estão mergulhando na impressão 3D para fornecer serviços e produtos mais centrados no cliente de maneira econômica.

Com a impressão 3D sendo cada vez mais adotada por marcas de consumo, mergulhamos nos benefícios da tecnologia e exploramos como seis segmentos de bens de consumo estão usando a impressão 3D atualmente.

5 Benefícios da impressão 3D para empresas de bens de consumo

1. Ciclos de desenvolvimento acelerado

A impressão 3D torna possível produzir protótipos muito mais rápido do que com as técnicas tradicionais de fabricação, como o CNC.

Em um exemplo, a impressão 3D ajudou uma empresa de embalagens de consumo, Toly, a reduzir o tempo de desenvolvimento de meses para dias. Com o CNC, que a empresa usava para protótipos antes da impressão 3D, o tempo entre um design e um protótipo poderia levar até 3 semanas. Então, imagine quanto tempo levaria se a empresa quisesse fazer três ou mais iterações.

A impressão 3D acelera o processo de avaliação de conceitos de design e de fazer quaisquer alterações, permitindo que Toly produza protótipos durante a noite e teste no dia seguinte.

Uma tecnologia que as marcas de consumo adotam, como parte da fase de validação do projeto, é a impressão 3D multimaterial. Essa tecnologia permite que eles criem protótipos com várias texturas e cores, reproduzindo a aparência do produto final.

2. Maior flexibilidade de design

A impressão 3D permite que as empresas obtenham a máxima liberdade de design ao fazer geometrias complexas, impossíveis de fabricar por processos convencionais.

A capacidade de produzir recursos complexos já levou a produtos inovadores, como solas de calçados com estruturas treliçadas incorporadas ou peças de bicicleta, otimizadas para resistência e durabilidade.

3. Personalização

De fones de ouvido personalizados a calçados personalizados, personalização é um termo que está na boca de todos.

Apesar do exagero, no entanto, a personalização continua sendo um dos principais benefícios da impressão 3D para bens de consumo.

A impressão 3D cria novas possibilidades personalizáveis ​​porque não requer mudanças caras nas ferramentas com base em especificações individuais.

Na impressão 3D, os dados do projeto são transferidos para uma impressora 3D, sem a necessidade de nenhuma ferramenta, de forma que a única ferramenta que um fabricante usa é a própria máquina.

Isso também significa que a complexidade que vem com a personalização não acarreta custos adicionais. Uma impressora 3D não consome mais tempo, energia ou material para fabricar uma forma complexa do que uma simples, e nenhuma ferramenta significa que a impressão de uma variedade de designs não requer custos de produção extras.

4. Fabricação de ferramentas

A produção de ferramentas e moldes de injeção também pode se beneficiar da impressão 3D. Trinta e nove por cento das empresas de produtos de consumo, pesquisadas pela EY, vêem o valor de aprimorar a manufatura tradicional com ferramentas impressas em 3D.

Por exemplo, a Unilever usa impressão 3D para ferramentas de moldagem por injeção, produzindo peças de protótipo no material final para testes funcionais e de consumidor. Usar a tecnologia para moldes ajuda a empresa a reduzir os prazos de entrega de protótipos em 40 por cento.




Em outro exemplo, a Estée Lauder Companies (ELC) está usando a mais recente tecnologia de impressão 3D para modernizar a fabricação em sua fábrica em Whitman no Reino Unido, onde muitas de suas marcas de cuidados da pele de prestígio e fragrâncias de Jo Malone London são produzidas.

Ao produzir os frascos de fragrância de 30ml de Jo Malone London, por exemplo, novos gabaritos impressos em 3D estão sendo usados ​​como uma ferramenta de garantia de qualidade para o alinhamento de rótulos nos frascos, economizando tempo e custos.

Graças ao uso da tecnologia, a empresa também pode projetar e testar novas peças de máquinas em horas, em vez de semanas ou meses, e por apenas alguns dólares por peça, em vez de milhares de dólares.

5. Sustentabilidade

O processo de impressão 3D funciona de forma aditiva, adicionando camadas de material para produzir uma peça - ao contrário da manufatura subtrativa tradicional. Graças a esse processo, a impressão 3D pode reduzir significativamente o desperdício de material, tornando o processo de fabricação mais sustentável.

>> Leia mais sobre sustentabilidade em impressão 3D

A Nike demonstrou as possibilidades de redução de resíduos:usando a impressão 3D em seus tênis FlyKnit, a empresa foi capaz de produzir até 60 por cento menos resíduos em comparação com os métodos tradicionais de corte e costura.

Como os segmentos de bens de consumo estão usando a impressão 3D em 2020

Calçado

A oportunidade de impressão 3D na indústria de calçados é enorme:o segmento pode se tornar o maior segmento de produtos de consumo impressos em 3D na próxima década.

Grandes marcas de calçados já exploram o escopo da impressão 3D para calçados, movidas pelo desejo de criar novas experiências para seus clientes.

A realidade do panorama atual do consumidor é que os consumidores desejam experiências personalizadas.

Em resposta, muitas empresas de calçados permitem que os clientes encomendem sapatos com uma quantidade limitada de personalização, por exemplo, oferecendo uma seleção limitada de cores.

A impressão 3D, por outro lado, permite às empresas desbloquear um novo nível de personalização, graças à capacidade de criar sapatos feitos sob medida para o usuário.

Um exemplo dessa abordagem na prática são as inserções personalizadas de sapatos impressos em 3D do Dr. Scholl.




Por meio da parceria com a empresa de tecnologia Wiivv, o Dr. Scholl's oferece um aplicativo de personalização, que cria uma leitura precisa dos pés do cliente. Para garantir que a digitalização seja bem-sucedida, os clientes devem tirar algumas fotos de seus pés de diferentes ângulos.

A tecnologia de digitalização dentro do aplicativo criará palmilhas personalizadas, com base em 400 pontos de mapeamento de cada pé. Por meio desse processo, que leva menos de 5 minutos, as pastilhas podem ser projetadas para garantir um ajuste personalizado para cada cliente.

Depois que o design 3D é gerado, as palmilhas personalizadas são impressas em 3D e entregues na porta do cliente em 14 dias, por US $ 99. Além disso, os consumidores podem usar o aplicativo para adicionar designs diferentes que atendam às suas preferências pessoais, à palmilha impressa em 3D.

Além de palmilhas personalizadas, empresas como Adidas, Nike, New Balance, estão explorando as maneiras pelas quais a impressão 3D pode beneficiar a fabricação de palmilhas e cabedais de sapatos.

Apesar do progresso, as receitas de impressão 3D de calçados representam menos de 1 por cento das receitas do mercado global de calçados.

Isso significa que o uso da impressão 3D em calçados permanece limitado, em grande parte porque a tecnologia atualmente carece de escalabilidade para acomodar as necessidades intensivas e de alta produtividade da indústria calçadista.

Dito isso, as tendências na fabricação digital e a demanda por experiências personalizadas continuarão a empurrar as marcas de calçados para explorar ainda mais as oportunidades de impressão 3D e encontrar maneiras de aplicar a tecnologia em escala.

Joias e acessórios

O valor dos metais preciosos para AM deve chegar a US $ 1,8 bilhão globalmente até 2028, de acordo com a SmarTech Analysis. Com isso em mente, joias, acessórios e objetos decorativos podem muito bem ser algumas das aplicações de impressão 3D de maior sucesso na indústria de bens de consumo.

Dentro desses segmentos, a impressão 3D pode ser usada para aplicações de manufatura direta e indireta. A fabricação indireta envolve o uso de impressão 3D para criar um molde de cera, que é então usado na fundição em cera. Este processo economiza tempo, energia e altos custos associados à escultura manual de modelos.




Como exemplo, a joalheria canadense Vowsmith - especializada em anéis customizados - conseguiu reduzir seus prazos de produção e entrega em 50%, integrando impressoras 3D para a produção de moldes de cera. Em uma única impressão, a empresa pode produzir entre 35 e 40 padrões de anéis personalizados, prontos para fundição.

A impressão 3D direta com metais preciosos também é possível, embora o número de sistemas de impressão 3D capazes de processar metais preciosos permaneça limitado.

A joalheria austríaca BOLTENSTERN usou a impressão 3D direta para produzir peças de joalheria, como pulseiras, brincos, colares e botões de punho.

Em parceria com a COOKSONGOLD, um fornecedor de pós de metais preciosos, a BOLTENSTERN usou a tecnologia AM à base de pó de metal para criar sua coleção de joias ‘Embrace’. Segundo a joalheria, esta é a primeira coleção comercial do mercado a ser impressa em 3D diretamente em ouro e platina.

Óculos

A impressão 3D dá aos designers de óculos mais liberdade na criação de novos looks. Os designers podem experimentar novas formas e texturas que seriam difíceis e, em muitos casos, economicamente inviáveis ​​com as técnicas tradicionais.

Ao mesmo tempo, a tecnologia permite que as marcas de óculos forneçam a seus clientes mais opções no que diz respeito ao design da armação de óculos. As opções podem incluir diferentes formas, cores e texturas.

Hoet Design Studio, um fabricante belga de óculos de alta qualidade, é uma empresa que desenvolveu uma coleção de óculos com a ajuda da impressão 3D.

A coleção Hoet Couture apresenta cinco modelos produzidos com tecnologia de fusão a laser. A parte frontal da moldura de vidro é feita de titânio, com uma estrutura geométrica semelhante a uma malha que não poderia ser feita por outra técnica que não a impressão 3D.

Embora muitas empresas sejam pioneiras na impressão 3D de óculos, a tecnologia ainda não está pronta para produção em massa e é usada principalmente para fabricar pequenos lotes de produtos. Mas mesmo com pequenos lotes, as marcas de óculos podem se diferenciar e explorar novos caminhos inexplorados, como armações de óculos impressas em 3D personalizadas.

Fabricação de bicicletas

A impressão 3D oferece uma gama de benefícios exclusivos para a produção de bicicletas, razão pela qual vários fabricantes especializados de bicicletas já estão integrando componentes impressos em 3D em seus produtos.

Enquanto algumas empresas usam a impressão 3D para reduzir o custo das bicicletas tradicionalmente caras de fibra de carbono e titânio, outras estão experimentando novos formatos para aumentar o desempenho das bicicletas.




Por exemplo, a empresa britânica de fabricação de bicicletas Empire Cycles se associou ao fabricante de impressoras 3D Renishaw para criar um quadro de bicicleta de titânio topologicamente otimizado. A Renishaw desenvolveu um novo design de quadro que era 33 por cento mais leve do que o original.

Ter uma bicicleta leve oferece uma série de benefícios para o ciclista. Em primeiro lugar, permite que os ciclistas alcancem velocidades mais rápidas e subam ladeiras com mais facilidade. Em segundo lugar, uma bicicleta mais leve responde melhor aos movimentos do ciclista⁠ - proporcionando vantagens importantes para os ciclistas competitivos.

E embora estejamos longe de ver a impressão 3D para produção em massa na indústria de bicicletas, está claro que mais marcas irão eventualmente embarcar no movimento da impressão 3D, para agregar valor aos seus resultados financeiros, bem como à experiência do cliente.

Beleza e cosméticos

A impressão 3D também está encontrando seu caminho na indústria da beleza. A empresa de moda francesa, Chanel, é uma empresa que demonstra o potencial da impressão 3D, tendo lançado o primeiro pincel para rímel impresso em 3D do mundo em 2018.

A escova para rímel Révolution Volume foi criada usando SLS, uma tecnologia que usa um feixe de laser para fundir camadas de pó de poliamida.

Com a impressão 3D, o design do pincel foi otimizado - por exemplo, a textura áspera e granular melhora a adesão da máscara aos cílios.

Embora a impressão 3D possa ser nova para a indústria de cosméticos, pioneiros como Chanel mostram como a tecnologia pode transformar a maneira como os produtos cosméticos são fabricados.

Eletrônicos de consumo

Embora a eletrônica impressa em 3D ainda esteja em sua infância, caixas eletrônicas personalizadas, caixas de pen drive e teclados já são uma realidade. A impressão 3D pode ser usada para criar caixas eletrônicas com um toque personalizado, com formas complexas e várias cores, gráficos e tamanhos disponíveis.

A empresa holandesa Moogue já obteve sucesso nesta área. Moogue oferece um configurador online, permitindo aos clientes personalizar capas de telefone impressas em 3D, escolhendo entre uma ampla gama de cores, imagens e padrões.

Desafios de impressão 3D para a indústria de bens de consumo

Embora os fabricantes de bens de consumo estejam cada vez mais reconhecendo os benefícios da impressão 3D, ainda existem desafios na implementação da tecnologia.

É certo que as taxas de adoção da impressão 3D, na indústria de bens de consumo, ainda são relativamente baixas, principalmente quando comparadas às indústrias pioneiras, como a aeroespacial e médica.

Para a maioria das empresas de bens de consumo, implementar uma linha de produção de impressão 3D não é economicamente viável, pelo menos por enquanto. Por um lado, os volumes de produção na impressão 3D não podem competir com os volumes alcançados com a fabricação convencional.

No entanto, com tecnologias como Digital Light Synthesis da Carbon, jato de metal aglutinante e HP Multi Jet Fusion, todas empurrando os limites de velocidades e volumes de produção, um sistema de produção comercialmente escalável pode estar dentro do reino da possibilidade.

Construindo uma vantagem competitiva com impressão 3D

À medida que a impressão 3D se torna mais escalonável, esta década verá mais empresas de bens de consumo testando a impressão 3D. Isso ajudará a identificar os aplicativos e produtos que podem se beneficiar mais com a tecnologia, permitindo que as empresas a introduzam em seus fluxos de trabalho de produção.

No entanto, a adoção bem-sucedida da impressão 3D na produção também exigirá que as empresas de bens de consumo integrem soluções, como o software MES, que ajudam a gerenciar o fluxo de trabalho de ponta a ponta.

Os processos digitais, como a impressão 3D, precisarão das ferramentas digitais que permitem processar mais pedidos e fornecer visibilidade sobre as operações, mesmo se estiverem espalhadas por vários locais.

Em suma, a impressão 3D será uma das tecnologias-chave que moldam as novas tendências no setor de bens de consumo, desde designs pioneiros até customização em massa. Agora é a hora de as empresas agirem se quiserem liderar essas tendências e construir sua vantagem competitiva.