Cenário de Manufatura Aditiva 2020: 240 Empresas Moldando a Manufatura Digital

Atualização 16/06/2020: Após feedback da comunidade, o cenário agora inclui nove empresas adicionais.

Desde que a AMFG lançou o primeiro Cenário de Manufatura Aditiva em 2019, a indústria acelerou rapidamente. Para capturar essa evolução, apresentamos a segunda edição do nosso cenário anual.

No final de 2019, o mercado global de AM valia mais de $10 bilhões. Hardware e materiais de impressão 3D estão se expandindo para setores industriais, e a pandemia de COVID-19 acelerou esforços de transformação digital. A impressão 3D oferece a flexibilidade necessária para navegar disrupções na cadeia de suprimentos e mudanças na demanda.

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O Cenário de Manufatura Aditiva em 2020

O cenário deste ano apresenta 240 empresas e instituições de pesquisa dedicadas a industrializar a impressão 3D. O setor é segmentado em:

• Fabricantes de hardware (Polímeros, Desktop, Metais, Compósitos, Cerâmicas, Eletrônicos)
• Fornecedores de software (Design e Simulação, Slicer e Preparação de Dados, Fluxo de Trabalho e MES, Segurança)
• Fornecedores de materiais (Polímeros e Compósitos, Metais)
• Fabricantes de sistemas de pós-processamento
• Instituições de pesquisa

Apenas soluções com foco industrial são incluídas; impressoras consumer-grade e prestadores de serviço são excluídos para manter o relatório focado. Para dados de prestadores de serviço, veja nossa Pesquisa State of the Industry.

Principais Conclusões

Hardware domina o cenário

Hardware responde por 56% do ecossistema AM, impulsionado por onda de novos entrantes. Um novo segmento — impressoras 3D de compósitos — emergiu, prometendo crescimento significativo futuro.

Impressoras 3D de metal lideram o segmento de hardware

Fabricantes de máquinas de metal representam 40% do hardware e 22,5% do cenário geral. Sistemas a laser permanecem dominantes, mas binder jetting e impressoras de peças grandes estão ganhando tração.

Startups aceleram inovação

Muitas entradas no cenário são startups fundadas nos últimos cinco anos, atraindo considerável interesse de investidores. Em 2019, $1,1 bilhão fluiu para 77 empresas de AM em estágio inicial, majoritariamente apoiando hardware.

Conectividade é tema crítico da indústria

O ecossistema AM permanece fragmentado, sublinhando a necessidade de soluções integradas e conectadas que viabilizem fluxos de trabalho de manufatura digital.

Análise Profunda por Segmento

Hardware

Inovações em hardware continuam a impulsionar desempenho, velocidade e confiabilidade para uso em produção.

Impressoras 3D de polímeros

Sistemas de polímeros ainda são a tecnologia mais prevalente: 72% das empresas pesquisadas usam polímeros, contra 49% para metais. Embora prototipagem permaneça dominante, impressoras de polímeros são cada vez mais aplicadas a ferramentas, peças de reposição e componentes de uso final, impulsionadas por termoplásticos de alto desempenho como PEEK e ULTEM.

Impressoras 3D desktop

Máquinas desktop — especialmente Fusão de Filamento Fundido (FFF) — permanecem a maior sub-categoria. Unidades FFF desktop profissionais agora oferecem recursos industriais como dupla extrusão e câmaras de construção aquecidas. Marcas como Ultimaker, MakerBot, BCN3D e Roboze ilustram a diversidade crescente do segmento.

Impressoras 3D de metal

Fusão de Leito de Pó Metálico (PBF) permanece a tecnologia mais amplamente adotada, embora sistemas de binder jetting estejam emergindo como alternativas mais rápidas e custo-efetivas. Empresas como ExOne, Digital Metal, GE, Desktop Metal e HP estão expandindo o portfólio metálico. Um novo sub-segmento de impressoras metálicas compactas, com aumento de 43% nos embarques em 2019, atende prototipagem funcional e produção em pequenos lotes; Desktop Metal e Markforged lideram este espaço.

Impressoras 3D de compósitos

A impressão de compósitos entrou no cenário com 10 players-chave — incluindo Markforged, Fortify e Anisoprint. A tecnologia de compósitos automatiza processo intensivo em mão de obra, encurtando ciclos de design e abrindo novos mercados. Investimentos recentes excedem $150 milhões, sublinhando a confiança da indústria.

Desafios do Hardware

Apesar dos avanços em hardware, a crise da COVID-19 pode restringir gastos de capital. O analista de pesquisa Scott Dunham da SmarTech Analysis prevê crescimento modesto nas vendas de hardware em 2020, mas antecipa maior utilização de máquinas existentes para impulsionar vendas de materiais.

"Vendas de hardware provavelmente não vão a lugar nenhum, pois despesas de capital sem dúvida ficarão apertadas pelo resto do ano (pelo menos). Mas estamos esperançosos de que taxas de utilização se recuperarão para a base instalada existente de máquinas, impulsionando vendas de materiais para novos materiais orientados a uso final."

Materiais

Em 2020, o banco de dados Senvol lista 2.245 materiais para AM, acima de 1.700 em 2019. Polímeros permanecem a classe mais popular, mas demanda por metais está subindo: 40% dos respondentes da pesquisa EY buscam ligas padrão, 31% ligas de alto desempenho. Custo de material permanece barreira, com polímeros e metais de AM ainda várias vezes mais caros que alternativas convencionais.

Software

A ascensão da AM como plataforma de manufatura digital impulsionou software especializado para design, simulação, preparação de build e gestão de fluxo de trabalho.

"Impressão 3D não é nova, com quase 35 anos de história, mas a maior parte do foco nas décadas foi em plataformas e materiais. O que está alcançando é o software necessário para melhor prever, corrigir e gerenciar peças impressas."

Design e simulação

Ferramentas avançadas de simulação — otimização topológica, design generativo — são cada vez mais aplicadas a setores aeroespacial, automotivo e médico, reduzindo ciclos de tentativa e erro.

Preparação de build

Fragmentação entre slicers e ferramentas de pós-processamento adiciona complexidade. Desenvolvedores de software agora integram essas funções em plataformas únicas que suportam verificações de imprimibilidade, orientação de peça, otimização de leveza, geração de suportes e simulação.

Fluxo de trabalho e MES

Sistemas de Execução de Manufatura (MES) estão emergindo para gerenciar operações de AM, prover rastreabilidade e escalar produção. Selecionar um MES requer avaliar capacidade de integração e escalabilidade.

PI e segurança

À medida que a impressão 3D se torna mais difundida, proteger propriedade intelectual é crítico. Software de segurança protege dados de design através de hardware, departamentos, sites e fornecedores. Embora atualmente nicho, demanda por soluções de segurança dedicadas deve crescer.

Pós-processamento

Escalar produção requer pós-processamento automatizado para superar etapas manuais e intensivas em tempo que elevam custo por peça.

"Pós-processamento tem enorme impacto em permitir que fabricantes atinjam metas de custo se buscam produção em escala."

"Foco deve ser em tecnologias de pós-processamento sustentáveis que automatizem totalmente o fluxo de trabalho, uma vez que as peças saem da impressora 3D, eliminando custos proibitivos de fluxo de trabalho manual intensivo em mão de obra. Só quando economias são atingidas, produção em escala é possível."

Joseph Crabtree, CEO da Additive Manufacturing Technologies Ltd.

Empresas como Additive Manufacturing Technologies, DyeMansion, PostProcess Technologies, Rösler e Quintus Technologies são pioneiras em soluções automatizadas para limpeza, desempoeiramento, acabamento superficial e tingimento.

Manufatura Aditiva em 2020: Moldando o Futuro da Manufatura Digital

Desde sua primeira edição, o Cenário da AMFG acompanha uma indústria em rápida maturação. Novos entrantes, materiais em evolução e foco intensificado em automação e conectividade definem a trajetória do setor. Apesar da incerteza global, o cenário AM oferece oportunidades abundantes, com colaboração industrial impulsionando consolidação e resiliência.

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