10 dos maiores desafios no dimensionamento da fabricação de aditivos para produção em 2020 [Roundup de especialistas]

[Atualizado em 2020]

Flexibilidade de design, eficiência de material e produção de baixo volume viável são apenas algumas das razões pelas quais as empresas estão cada vez mais se voltando para a manufatura aditiva (AM). Mas, para aproveitar ao máximo o AM na produção, ainda existem alguns problemas a serem resolvidos.

Abaixo, estamos examinando alguns dos desafios mais urgentes que a tecnologia precisa superar para acelerar sua adoção:

Desafios tecnológicos

1. Velocidades de produção lentas

Ninguém diria que a velocidade é importante, especialmente se o objetivo é a produção em grande escala. No entanto, muitas impressoras 3D industriais atuais ainda estão atrás dos equipamentos mecanizados tradicionais em termos de velocidade e eficiência.

Isso, em particular, é um obstáculo para a adoção em indústrias movidas pela produção em série em massa, como automotiva e de bens de consumo. Nessas indústrias, os produtos precisam ser fabricados e entregues no menor período de tempo possível, a fim de manter a eficiência da produção.

“A parte final é o rendimento ou a velocidade das máquinas. Os volumes de produção [automotiva] são consideravelmente diferentes dos volumes da indústria aeroespacial ou médica. Portanto, temos que olhar para os sistemas que são capazes de produzir peças em minutos ou segundos, em vez de dias e horas. Qualquer coisa que possamos fazer para levar a tecnologia a velocidades de construção mais rápidas é definitivamente o que nos ajudará também. ”

Harold Sears, líder técnico de tecnologias de fabricação de aditivos na Ford

AM de alta velocidade tem sido uma área de forte desenvolvimento e investimento nos últimos anos.

A maioria dos fabricantes de impressoras 3D, visando aplicações de produção, está procurando maneiras de fazer impressão 3D mais rápido. Alguns desenvolveram sistemas modulares que podem ajudar a aumentar o rendimento, enquanto outros estão trabalhando para melhorar ainda mais a tecnologia por trás de suas máquinas existentes.

Por exemplo, o fabricante alemão de hardware, EOS, está desenvolvendo sua tecnologia Laser Pro Fusion, com o objetivo de aumentar o rendimento em tecnologia de Sinterização a Laser Seletiva (SLS). Embora os sistemas SLS atuais usem um ou dois lasers de CO2 para fundir o pó de polímero, a nova impressora 3D será equipada com até 1 milhão de lasers de diodo, o que pode acelerar significativamente o tempo de impressão. Houve alguns desenvolvimentos notáveis ​​no lado da impressão 3D de metal. A tecnologia de impressão simultânea multinível (MCP ™) da Aurora Labs australiana é um exemplo. Com esse processo de fusão em leito de pó, a Aurora Labs está procurando permitir a impressão 3D de metal em velocidades muito mais rápidas.

Ao contrário das tecnologias tradicionais de leito de pó, que imprimem uma camada de cada vez, o MCP imprime várias camadas simultaneamente em uma única passagem. No Formnext 2018, a empresa relatou que era capaz de imprimir cerca de 30 camadas por vez, com o objetivo de aumentar para 100 camadas nos próximos 12 meses.

Recentemente, a empresa informou que sua impressora 3D PMP1 pode atingir uma velocidade de impressão de 350 kg / dia. Aurora Labs diz que este resultado indica uma melhoria de velocidade de 2.000 por cento em comparação com a velocidade relatada no ano passado.

Aumentar a velocidade de produção não é fácil e requer uma inovação tecnológica substancial. Em 2019, as tecnologias EOS 'e Aurora Labs ainda estão em estágio de desenvolvimento, o que significa que levará tempo para provar suas afirmações de velocidade de produção.

Dito isso, estamos confiantes de que a impressão 3D finalmente chegará lá, conforme o progresso continua.

2. Desenvolvimento de materiais e inconsistências nas propriedades dos materiais

“A indústria de manufatura aditiva definitivamente precisa de soluções para mais materiais. A impressão 3D é teoricamente capaz de produzir peças de alta complexidade e funcionalidade, sejam elas mecânicas, biológicas, elétricas. Mas fazer isso acontecer se resume a ter opções de materiais suficientes. ”

Simon Fried, cofundador da Nano Dimension A disponibilidade de materiais adequados é outro desafio para a indústria de impressão 3D. Quando comparado aos processos de fabricação tradicionais, que passaram por décadas de desenvolvimento de materiais, o desenvolvimento de materiais da própria impressão 3D apenas começou.

Nos primeiros anos da impressão 3D, quando o foco da indústria era a prototipagem, muito menos ênfase era colocada nas propriedades dos materiais. No entanto, com a tecnologia se transformando em uma solução de produção, o processo de desenvolvimento de materiais se acelerou enormemente. Uma tendência particularmente interessante são os avanços em polímeros e materiais compostos para impressão 3D de alto desempenho. Grandes empresas químicas como Arkema, BASF e DuPont estão desenvolvendo polímeros reforçados com carbono, que oferecem resistência às vezes comparável aos metais.

Um fabricante de tecnologias de impressão 3D compostas, Markforged, também está avançando nesta área e desenvolveu vários novos materiais. O mais recentemente lançado é o Onyx FR, o primeiro material compósito retardador de chamas.

No lado do metal, o desenvolvimento do material leva mais tempo, às vezes alguns anos, mas os avanços também estão em andamento.

Embora a disponibilidade de materiais esteja aumentando, ainda existem muitas inconsistências nas propriedades dos materiais imprimíveis em 3D. Atualmente, a indústria carece de um banco de dados sólido de materiais com parâmetros de impressão comprovados e especificações definidas. Como resultado, torna-se um desafio obter um processo de impressão 3D consistente e repetível.

Isso significa que a maioria dos fabricantes permanecerá relutante em usar a tecnologia, até que possam garantir que as propriedades do material atendam às normas e padrões predefinidos e aceitos pela indústria. O único caminho a seguir é o desenvolvimento de um banco de dados de materiais AM com informações sobre propriedades mecânicas e térmicas e especificações para uma impressão bem-sucedida. A indústria de impressão 3D está trabalhando para atingir esse objetivo. Organizações de desenvolvimento de padrões, como ISO e ASTM, emitiram algumas especificações sobre pós de metal como níquel, titânio e aço inoxidável.

Ao mesmo tempo, outros órgãos constroem um banco de dados de materiais e informações de processo para AM. Por exemplo, a America Makes em colaboração com a Stratasys e o National Institute for Aviation Research (NIAR) lançou um banco de dados de propriedades de materiais para ULTEM ™ 9085 Tipo I usado em Fused Deposition Modeling (FDM) no início deste ano.

O estabelecimento de tal banco de dados ajudará a promover o uso do material de polímero certificado para componentes internos de aeronaves.

Em última análise, desenvolvimentos como este serão fundamentais para garantir que Os materiais AM podem atender às expectativas dos fabricantes quanto ao desempenho e confiabilidade.

3. Pós-processamento manual

A realidade da impressão 3D é que virtualmente todas as peças que saem de uma impressora 3D exigirão algum tipo de pós-processamento para melhorar as propriedades mecânicas, precisão e estética de uma peça.

Este não é um grande problema ao usar a impressão 3D para prototipagem. No entanto, à medida que a tecnologia está em transição para um processo de fabricação de peças finais, o dimensionamento e a automação, o pós-processamento, tornou-se um dos principais gargalos para o estabelecimento de linhas de produção de AM.

“Com o metal AM, muitas etapas são envolvidas para garantir a qualidade. Isso inclui a remoção adequada do pó e a execução de um ciclo de aquecimento de alívio de tensão, para que as peças não empenem e se distorçam com a tensão residual de calor acumulada nas peças quando são removidas da placa de impressão.

Muitas vezes é necessário muito tempo para cortar e retificar as estruturas de suporte. Outras etapas incluem usinagem CNC e outros trabalhos de acabamento, bem como prensagem isostática a quente, o que ajuda a garantir que a peça não contenha nenhuma porosidade. ”

Terry Wohlers, fundador e presidente da Wohlers Associates

A maioria das operações de pós-processamento que Terry Wohlers descreveu acima ainda são processos muito manuais, exigindo operadores qualificados para realizar tarefas-chave.

Pode ser econômico usar mão de obra humana para terminar um protótipo ou até mesmo algumas dezenas de peças. No entanto, ao produzir centenas ou mesmo milhares de peças impressas em 3D, a necessidade de automação de pós-processamento se torna extremamente aguda.

“Soluções automatizadas irão remover um dos maiores problemas do momento, que é permitir maior rendimento com saída consistente da função de pós-impressão.”

Jeff Mize, CEO da PostProcess Technologies

Atualmente, existem apenas algumas soluções específicas de AM que ajudam a automatizar as operações de pós-processamento, como as máquinas de limpeza da DyeMansion, as soluções de alisamento de superfície da AMT e os sistemas de remoção de suporte e acabamento de superfície da PostProcess Technologies. É certo que esses sistemas são projetados principalmente para peças impressas em 3D de polímero.

No que diz respeito à impressão 3D de metal, as tecnologias de pós-processamento, utilizadas para peças fabricadas tradicionalmente, estão atualmente a ser adaptadas para componentes impressos em 3D.

Para automatizar ainda mais essas tecnologias, as empresas agora também estão começando a implementar soluções robóticas para eliminar operações como trocas de materiais e manuseio de peças. Por exemplo, o fabricante de impressoras 3D Digital Metal lançou um conceito de produção totalmente automatizado no ano passado.

De acordo com este conceito, um robô irá lidar com a maioria das etapas do processo, como alimentar a impressora com caixas de construção e, em seguida, removê-las para pós-processamento. O objetivo é eliminar todo o trabalho manual para facilitar a produção contínua em alto volume.

Embora tais desenvolvimentos sejam encorajadores, o ritmo de inovação nesta área é lento. No entanto, o número de soluções avançadas de pós-processamento certamente aumentará para corresponder aos crescentes volumes de produção de AM.

Desafios de software

4. Capacidades limitadas na preparação e design de dados

“O design e a preparação de dados ainda são um gargalo nesta indústria, enquanto a ênfase é colocada em sistemas de hardware de maior produtividade, com soluções de software inteligentes sendo excluídas desta equação.”

Yves Hagedorn, Diretor Administrativo da Aconity3D

Embora possa parecer que a impressão 3D é tão simples quanto apertar um botão, esse não é o caso remotamente. Por um lado, a impressão 3D industrial requer uma preparação significativa do projeto para deixar um modelo pronto para impressão.

O processo de design é complicado pelo fato de que, por muito tempo, os softwares de design assistido por computador (CAD) e de engenharia assistida por computador não foram otimizados para os requisitos de impressão 3D.

Por exemplo, pode ser difícil usar um software CAD tradicional para projetar componentes feitos com materiais graduados, criar estruturas reticuladas ou modelar porosidade.

Além disso, o fluxo de trabalho de design AM envolve várias etapas, que muitas vezes ficam atoladas pela necessidade de usar soluções de software separadas.

“Ouvimos de muitos de nossos clientes que eles estão trabalhando com fluxos de trabalho muito desconexos. Eles fazem o processo de design em uma ferramenta CAD, então traduzem para um arquivo STL e o importam para um processador de compilação, como o Netfabb. De lá, ele é enviado para a máquina e a máquina coleta dados sobre isso. Então você acaba com esses silos de dados que não estão bem conectados. ”

Robert Yancey, Diretor de Estratégia da Indústria de Fabricação e Produção e Desenvolvimento de Negócios da Autodesk

Por exemplo, em um cenário típico, um designer criaria um modelo sólido em seu sistema CAD e então o converteria em um modelo triangulado para realizar verificações de capacidade de impressão, otimizar a estrutura para reduzir o peso, adicionar suportes e executar análise de simulação. Todas essas etapas exigirão diferentes programas, diferentes ambientes de software e vários formatos de arquivo.

Então, imagine que você está executando uma simulação e os resultados indicam uma falha de construção, sendo necessário alterar a orientação da peça ou as estruturas de suporte para evitá-la. Como resultado, você terá que voltar por todas as etapas e programas para alterar alguns parâmetros e tornar o modelo imprimível.

Essa necessidade de transferir dados de projeto de AM por meio de várias soluções de software resulta em um processo de projeto demorado e sujeito a erros.

A indústria está tentando aliviar o fardo da preparação de modelos 3D de várias maneiras. Por exemplo, empresas de software, como PTC, Autodesk e Dassault Systèmes, estão combinando funcionalidades de impressão 3D específicas em seus programas CAD.

Por exemplo, a PTC está oferecendo seu software Creo 6.0 para permitir o design e a preparação da impressão em um ambiente. No final de 2018, a PTC adquiriu a empresa de software de design generativo, Frustum. A empresa agora está trabalhando para adicionar tecnologia de design generativa, que geralmente é combinada com impressão 3D, à sua plataforma CAD. Ao mesmo tempo, os fabricantes de impressoras 3D desenvolvem suas próprias soluções de software para agilizar a preparação de modelos 3D. O GrabCAD da Stratasys e o 3DXpert da 3D Systems são apenas dois exemplos do software desenvolvido para eliminar ou minimizar a necessidade de múltiplas transferências e conversões de dados.

Embora um grande progresso esteja sendo feito no design AM e na frente de preparação de impressão, ainda há espaço para desenvolvimento. Fornecer aos projetistas a capacidade de modificar modelos 3D dentro do ambiente CAD e iterá-los rapidamente sem a conversão de dados incômoda, será a chave para tornar os desafios da preparação do projeto uma coisa do passado.

Desafios de garantia de qualidade

5. Variação parte a parte

“Outra grande coisa que a indústria precisa abordar para ser mais amplamente aceita é a variação parte a parte [...] A razão para isso é que a consistência do material que sai do sistema não é necessariamente o que você quer que seja. Você tem que projetar para a parte mais fraca que puder, o que significa que você não está aproveitando totalmente alguns dos recursos do AM. ”

Zachary Murphree, VP de Parcerias de Tecnologia da VELO3D A usinagem CNC tradicional, moldagem por injeção ou fundição são processos de fabricação bem conhecidos. A impressão 3D, por outro lado, oferece uma nova abordagem para a fabricação de peças. Além de novas oportunidades, a tecnologia também apresenta novas falhas não vistas na fabricação tradicional, que podem levar a variações na qualidade das peças de fabricação a construção. Este é particularmente o caso da impressão 3D do metal. Por exemplo, algumas das falhas exclusivas do metal AM podem incluir pó preso dentro de uma peça, microfissuras e falta de fusão.

Uma das principais fontes de variações na qualidade das peças é a química dos materiais. Aplicações críticas de segurança, como peças de aeronaves ou dispositivos médicos, exigem que um material tenha a morfologia correta (tamanho e formato da partícula) e seja 100% livre de contaminação.

Impurezas, causadas por armazenamento ou manuseio incorreto, ou qualidade duvidosa da matéria-prima, podem alterar as propriedades da peça final, o que por sua vez, pode levar a uma impressão malsucedida.

Garantir a qualidade do material requer métodos de teste e ferramentas padronizadas, o que a indústria carece em grande parte. Para superar esses problemas, os usuários do AM estão fazendo parceria com laboratórios de teste confiáveis ​​ou, se tiverem recursos suficientes, desenvolvendo internamente os conhecimentos necessários. Outro desafio que afeta a variabilidade das peças está na falta de controle de processo avançado em impressoras 3D. Para minimizar a variação das peças, as impressoras 3D precisam mudar de um sistema de controle de malha aberta para um de malha fechada.

Este último se refere à capacidade de um sistema de impressão 3D de detectar desvios durante o processo de impressão e ajustar automaticamente o sistema para compensá-los. Isso é conseguido incorporando sensores e câmeras dentro de uma impressora 3D, o que permite aos usuários monitorar a construção em tempo real.

Manter o controle sobre o processo de construção, através do sistema de controle de circuito fechado, permite que os fabricantes alcancem geometrias, acabamentos de superfície e propriedades de materiais consistentes que sustentam a qualidade.

“Acho que esse é o Santo Graal da AM porque, com o controle em processo, você é capaz de reagir quase imediatamente às deficiências do seu processo.”

Yves Hagedorn, Diretor Administrativo da Aconity3D

No entanto, o controle de qualidade em processo, habilitado por um sistema de circuito fechado, ainda é relativamente novo para as tecnologias de AM e apresenta uma barreira para os fabricantes implementarem. Em 2019, apenas uma pequena porcentagem de impressoras 3D disponíveis no mercado eram equipadas com unidades de controle de circuito fechado.

Dito isso, o controle do processo se tornará uma necessidade absoluta, pois a impressão 3D está se movendo para os andares de produção. Em última análise, isso significa que o número de sistemas mais inteligentes só aumentará em um futuro próximo.

6. Falta de padrões para todo o setor

“Seria extremamente benéfico para todas as partes interessadas e constituintes se a indústria tivesse melhores padrões gerais, padrões que são universalmente compreendidos e aceitos. Com os padrões, as empresas podem comparar maçãs com maçãs e tomar decisões inteligentes que podem ser implementadas em um ecossistema abrangente de fornecedores, fabricantes e usuários. ”

Avi Reichental, fundador da XponentialWorks

Na fabricação, os padrões são essenciais, pois delineiam os parâmetros que devem ser atendidos para entregar um produto de qualidade. Matérias-primas, máquinas, operadores de equipamentos e engenheiros, fornecedores e o próprio processo de fabricação, todos precisam de padrões e um mecanismo de qualificação / certificação em relação a esses padrões para fabricar peças com a qualidade exigida.

Embora a impressão 3D tenha existe há mais de 30 anos, mas o mundo da manufatura começou a reconhecê-lo como um método de produção apenas recentemente. Por esta razão, a indústria apenas começou a desenvolver padrões relevantes para a produção e para toda a indústria.

“É ótimo se você pode fazer a parte, mas se você não pode provar que é uma parte boa, não faz bem a ninguém. Os padrões são o que nos leva a atravessar essa linha para sermos capazes de fabricar e vender peças e sermos capazes de usá-las na produção ”.

Matthew Donovan, engenheiro principal de fabricação de aditivos da Oerlikon

A falta de padrões de impressão 3D continua sendo um dos principais gargalos que retardam sua adoção mais ampla.

No entanto, houve muitos desenvolvimentos promissores nesta frente. Algumas das maiores organizações de desenvolvimento de padrões, como ISO e ASTM International, estabeleceram comitês dedicados ao desenvolvimento de padrões AM. Em 2018, as duas organizações aprovaram 28 padrões, com muitos mais a serem publicados nos próximos dois anos.

O desenvolvimento de padrões também é amplamente apoiado pela colaboração e parcerias da indústria. Um exemplo é a colaboração entre Oerlikon e Boeing. Visando o uso de AM na indústria aeroespacial e de defesa, a parceria está focada na padronização de materiais e processos para impressão 3D de metal à base de pó de componentes estruturais de titânio.

Talvez a colaboração mais poderosa envolva o lançamento do Centro de Fabricação de Aditivos de Excelência (AM CoE) no ano passado. A nova instalação, fundada pela ASTM International em colaboração com a Auburn University, NASA, EWI e o Centro de Tecnologia de Fabricação (MTC) com sede no Reino Unido, está focada em preencher P&D e padronização para preencher as lacunas da indústria.

Em setembro, a ASTM International anunciou a segunda rodada de financiamento com o objetivo de apoiar os projetos de padronização da AM CoE. Cada um dos nove projetos contribui para diferentes lacunas de padrão em design, matéria-prima, processo, pós-processamento, teste e qualificação.

Embora o desenvolvimento de padrões seja um processo demorado, o progresso recente sugere que irá eventualmente produzirá resultados, permitindo que os fabricantes desenvolvam e implementem aplicativos AM com mais rapidez e facilidade.

Desafios da força de trabalho

7. Falta de compreensão e experiência em AM

“[O] elemento da força de trabalho é realmente crítico agora. Não há engenheiros, gerentes e executivos suficientes que realmente entendam a tecnologia bem o suficiente para trabalhar e desenvolver uma estratégia para conseguir o que precisam dela. ”

John Barnes, fundador do The Barnes Group Advisors

A falta de conhecimento profundo das capacidades das tecnologias de impressão 3D pode criar muitas barreiras à entrada. Atualmente, ainda existe uma lacuna de conhecimento em termos do que são as tecnologias de impressão 3D, quais são suas capacidades e como podem ser usadas. Como resultado, as empresas, que poderiam se beneficiar da tecnologia, não estão dispostas a adotá-la, pois lutam para desenvolver um caso de negócios ou de uso para a impressão 3D.

“As empresas veem a oportunidade de manufatura aditiva, mas muitas vezes não têm conhecimento suficiente com a tecnologia para realmente entender como entrar rapidamente na produção.”

Robert Yancey, Diretor de Estratégia da Indústria de Fabricação e Produção e Desenvolvimento de Negócios da Autodesk

“A maioria de nossos clientes ainda não entende bem a tecnologia e não sabe como ou quando usá-la. Freqüentemente, eles pensam que você pode fazer qualquer coisa com uma impressora 3D e que a impressão 3D pode substituir outras tecnologias, o que não é verdade. ”

Alessio Lorusso, CEO da Roboze

Compreender a diferença entre as tecnologias tradicionais e aditivas é outro desafio. A impressão 3D possui regras de design e fabricação próprias, que ditam a viabilidade de produção de uma peça com esta tecnologia.

Isso significa que a tecnologia pode ser contra-intuitiva para engenheiros que foram treinados para projetar para a manufatura tradicional e exigirá uma curva de aprendizado acentuada para dominá-la.

“Você tem uma mentalidade de olhar para as técnicas de manufatura tradicionais e nós fomos educados com as técnicas de manufatura tradicionais. As pessoas geralmente começam com peças que foram feitas usando a maneira tradicional e querem forçar o ajuste de aditivo a essa peça, mas isso nem sempre corresponde. ”

Wiener Mondesir, cofundador e diretor de tecnologia da Arevo Felizmente, muitas empresas estão agora se concentrando em preencher essa lacuna de conhecimento. Alguns estão lançando cursos online e no local para ajudar os engenheiros a desenvolver um conjunto de habilidades de impressão 3D, enquanto outros estabelecem centros de excelência para aprofundar sua experiência em AM.

Recorrer às consultorias da AM é outra ótima forma de fomentar a transferência de conhecimento, além de participar de conferências da AM. Em última análise, somente aprendendo sobre as capacidades e limitações da impressão 3D, as empresas poderão usar esse conhecimento para desenvolver aplicações de sucesso para a tecnologia.

“Há a questão de considerar quais tecnologias se adaptam melhor a quais aplicativos. É importante deixar claro o problema que você está tentando resolver e escolher a ferramenta certa para resolvê-lo. ”

Duncan McCallum, CEO da Digital Alloys

Desafios financeiros

8. Fazendo o investimento inicial

Adotar AM leva tempo e esforço. No entanto, a maior barreira para a adoção pode estar no investimento substancial necessário para colocar o AM no chão de fábrica.

Investir na AM não é só comprar o equipamento. É mais sobre investir no ecossistema AM, que engloba software, materiais, treinamento de funcionários, equipamentos de pós-processamento, certificação e, finalmente, estabelecer uma instalação para acomodar tudo isso.

O capital e os recursos necessários para montar este quebra-cabeça, às vezes são tão enormes que uma organização não quer ou mesmo não pode investir em AM.

“O custo do equipamento precisa diminuir para desbloquear a tecnologia para mercados mais amplos.”

Armin Wiedenegger, Estratégia e Desenvolvimento de Negócios para Fabricação de Aditivos na voestalpine High Performance Metals GmbH

Porém, existem empresas que estão tornando o hardware mais acessível. No lado do polímero, vários fabricantes de impressoras 3D estão desenvolvendo impressoras 3D de mesa industriais, que são fáceis de configurar e usar. Esses sistemas normalmente custam muito menos do que as impressoras 3D de última geração, que podem facilmente custar centenas de milhares de dólares.

Por exemplo, a empresa de manufatura automotiva com sede no Reino Unido, Dunlop Systems and Components, integrou a impressora 3D composta da Markforged, com preço de cerca de US $ 15.000.

Em menos de nove meses após instalar a impressora 3D, a empresa encontrou vários usos para a tecnologia, o que poderia economizar até £ 40.000 por ano. A empresa também diz que teve o retorno em seis meses, o que é bastante impressionante.

Existem desenvolvimentos semelhantes no lado do metal, com empresas como Desktop Metal, Markforged e Xact Metal, oferecendo sistemas AM de metal de nível básico. As impressoras 3D de metal desse tipo são compactas e custam até US $ 150.000, o que é uma fração do custo em comparação com as impressoras 3D de metal maiores.

Embora o investimento em tecnologia AM possa ser assustador, muitas vezes pode ser justificado quando se considera o impacto geral da tecnologia nos resultados financeiros. É por isso que é importante desenvolver um caso de negócios antes de começar. No caso da Dunlop, por exemplo, a empresa começou identificando um punhado de ganhos rápidos que poderiam reduzir custos e gerar compensações financeiras claras a curto prazo.

Quando bem-sucedidos, os ganhos rápidos atrairão a atenção e criarão uma sensação de impulso, gerando eventualmente recursos que podem ser investidos em projetos mais ambiciosos e de longo prazo.

Desafios de fluxo de trabalho e integração

9. Ecossistema AM desarticulado

“Todo o ecossistema de AM está fragmentado:há muitas pequenas soluções e empresas que você precisa juntar para criar um fluxo de trabalho e uma solução ponta a ponta.”

Dave Conover, tecnólogo-chefe de fabricação de aditivos da Ansys

Para que os processos da AM tenham escala no nível industrial, a cadeia de valor da AM, que vai da concepção à produção e pós-processamento do produto, precisa se tornar mais consolidada.

Atualmente, o mercado está saturado com muitas soluções diferentes, que idealmente poderiam ser integradas para criar uma oferta abrangente, simplificando assim a adoção da tecnologia.

Como resultado, as empresas que buscam adotar o AM se deparam com a necessidade de comprar soluções díspares e, em seguida, tentar fazer com que funcionem juntas. Essa falta de integração na cadeia de valor de AM cria muitas ineficiências no fluxo de trabalho.

Algumas empresas estão superando esse desafio por meio da colaboração. Muitos fabricantes de hardware AM estão se associando a fornecedores de software para melhorar a experiência do usuário.

Um exemplo inclui a parceria entre o desenvolvedor de impressoras 3D para desktops industriais, RIZE, e a empresa de software Dassault Systèmes. Com esta parceria, o SOLIDWORKS e o RIZE da Dassault trabalharão juntos para permitir a integração perfeita entre o software de design SOLIDWORKS e as impressoras RIZE.

Outras empresas estão consolidando o ecossistema de AM, expandindo suas funções ao longo da cadeia de valor. Por exemplo, a Henkel, fabricante de produtos químicos e especialista em formulação, desenvolveu uma variedade de ofertas ao longo de toda a cadeia de valor.

Isso inclui a produção de formulações de materiais sob medida, a venda de impressoras sob a marca Loctite e a revenda de equipamentos de impressão fabricados pela HP e Carbon. A Henkel também oferece serviços de impressão e pós-processamento de peças.

“Criar ecossistemas e colaborar pode ser um multiplicador de força significativo para acelerar ainda mais a adoção [da impressão 3D].”

Avi Reichental, fundador da XponentialWorks Em última análise, otimizar a interconexão entre todos os elementos da cadeia de valor da AM será a chave para a criação de uma indústria mais forte.

10. Falta de infraestrutura digital

Para poder usar a impressão 3D na produção, as empresas precisam da infraestrutura digital certa para gerenciar suas operações de impressão 3D com eficiência.

Muitas empresas estão estabelecendo essa infraestrutura usando soluções de TI prontas para o uso. Em muitos casos, essas soluções foram desenvolvidas com os requisitos da manufatura tradicional em mente e muitas vezes não são otimizadas para fluxos de trabalho de impressão 3D.

Para superar esse problema, a indústria tem desenvolvido um software de gerenciamento de fluxo de trabalho específico para impressão 3D. Esse software ajuda a gerenciar todo o fluxo de trabalho, desde gerenciamento de solicitação, análise de capacidade de impressão e análise de máquina até programação de produção, gerenciamento de pós-processamento e comunicação com fornecedores.




Com isso, uma empresa pode contar com um sistema centralizado de planejamento e monitoramento da produção, que permite rastrear peças e visualizar projetos, permitindo maior rastreabilidade.

O software de gerenciamento de fluxo de trabalho está se tornando rapidamente uma das principais soluções necessárias para criar a infraestrutura digital para a produção de AM. Torna os processos de negócios do dia-a-dia mais eficientes, coordenando tarefas entre as pessoas. Finalmente, ajuda a sincronizar dados entre sistemas, tornando a integração de AM em um ambiente de manufatura digital muito mais simples.

A indústria em evolução

Como uma tecnologia jovem, a impressão 3D tem muitos desafios, mas o bom é que a indústria está ansiosa para superá-los. Na última década, a indústria deu um salto quântico ao desenvolver sistemas melhores e mais rápidos, criando mais materiais e soluções de automação e expandindo a lista de padrões aprovados.

Furthermore, we’ve seen a lot of effort made to bridge the knowledge gaps and foster a new generation of AM professionals. Finally, the industry itself is becoming more consolidated, as companies are looking to partner, in a bid to create comprehensive solutions.

All these activities are indicative of a thriving industry, which will continue to grow and evolve in the years to come.

Take a look at our previous Expert Roundup discussing the future of industrial 3D printing .