Brian Alexander da Solvay sobre Construção de Polímeros de Alto Desempenho para Manufatura Aditiva

À medida que a demanda por polímeros de alto desempenho em manufatura aditiva dispara, empresas líderes de materiais como Solvay, BASF e SABIC estão expandindo seus portfólios para atender às necessidades de aplicações de grau de produção across automotivo, médico, aeroespacial e mais.

A Solvay, uma empresa de €10 bilhões com legado de 150 anos em ciência de materiais, tornou-se um player-chave em polímeros especiais usados mundialmente. Nesta entrevista, Brian Alexander – fundador da Plataforma de Incubação de Negócios para Manufatura Aditiva da Solvay – compartilha a mudança estratégica da empresa rumo a AM, as oportunidades que ela desbloqueia e por que materiais de grau de engenharia são essenciais para a próxima onda de manufatura.

Reconhecendo a Oportunidade da AM

Brian Alexander, Solvay Speciality Polymers, Plataforma de Incubação de Negócios para Manufatura Aditiva

No início de 2016, a manufatura aditiva havia saído do nicho para o mainstream. A liderança da Solvay respondeu criando uma unidade de negócios dedicada dentro de sua divisão de Polímeros Especiais para focar exclusivamente em AM.

"A manufatura aditiva alinha perfeitamente com os mercados centrais da Solvay – produção de alto valor, baixo volume e customização em massa", explica Alexander. "Indústrias como aeroespacial e saúde demandam milhares de peças por ano, não milhões, o que torna AM um encaixe ideal."

Com a expiração de patentes-chave em SLS e FFF até 2016, o mercado abriu para novos entrantes. A Solvay aproveitou a oportunidade, escolhendo ver AM como alavanca de crescimento em vez de ameaça.

"No primeiro ano falamos com clientes líderes para medir sua maturidade em AM", recorda Alexander. "Naquela época, muitos acreditavam que AM era tecnologia apenas para protótipo. Hoje, essa percepção mudou dramaticamente."

Mudando a Mentalidade para Sucesso em AM

A unidade de Polímeros Especiais da Solvay emprega cerca de 3.500 profissionais e possui um dos portfólios mais extensos da indústria de materiais de alto desempenho – mais de 35 polímeros distintos, cada um com propriedades mecânicas, térmicas e químicas únicas. Esses materiais de alto valor são vendidos em volumes menores, tornando-os um encaixe natural para a precisão e complexidade demandadas por AM.

"Processos de manufatura tradicionais não se traduzem diretamente para AM", diz Alexander. "Você deve redesenhar toda a cadeia de valor – desde formulação de matéria-prima até design de peça e otimização de processo – para alcançar resultados consistentes e de alta qualidade."

O objetivo da Solvay é tornar-se o principal fornecedor de soluções customizadas, prontas para AM. "Se simplesmente comercializássemos nossas resinas legadas no espaço AM, ficaríamos aquém", nota Alexander. "Nosso foco é em materiais engenheirados especificamente para o processo AM, com especificações claras para feedstock, parâmetros de impressão e pós-processamento."

Portfólio da Solvay apresenta mais de 35 polímeros de alto desempenho [Crédito da imagem: Solvay]

Desenvolvendo Polímeros de Alto Desempenho para AM

Enquanto AM inicial dependia de materiais de grau consumidor como PLA e ABS, líderes da indústria agora demandam polímeros de grau industrial como PEEK e PPSU.

"Prototipagem sozinha não desbloqueia os benefícios completos de AM", explica Alexander. "Para produção em série, designers precisam de um amplo espectro de tolerância a temperatura, resistência mecânica e dados de qualificação. Só então podem explorar estruturas lattice, alívio de peso e consolidação de peças."

Para atender essas necessidades, a Solvay iniciou sua pesquisa focada em AM com Fabricação por Filamento Fundido (FFF), a tecnologia AM mais acessível, visando saúde (customização em massa) e aeroespacial (produção de pequenos lotes).

Materiais-chave – PEEK, conhecido por sua estabilidade térmica excepcional e relação resistência-peso, e PPSU, valorizado por resistência ao calor e durabilidade química – foram selecionados como polímeros de lançamento.

"Entender encolhimento, empenamento e coesão é crítico", diz Alexander. "Conhecimento preditivo de material nos permite fornecer perfis de impressão confiáveis."

Em 2017, a Solvay lançou sua Taça de Manufatura Aditiva, convidando estudantes universitários mundialmente a imprimir peças complexas usando filamento PEEK. O sucesso da competição demonstrou o potencial inexplorado de AM e reforçou a confiança da Solvay em sua plataforma de materiais.

Polímeros de alto desempenho da Solvay incluem KetaSpire® PEEK e Radel® PPSU [Crédito da imagem: Solvay]

Um Novo Modelo de Negócio: E-Commerce Direto ao Cliente

Baseando-se na Taça de Manufatura Aditiva, a Solvay introduziu uma plataforma inovadora de e-commerce que torna seus polímeros disponíveis a preços justos para qualquer um com cartão de crédito.

"Nos afastamos de um modelo fechado, centrado em distribuidores", diz Alexander. "Nossa plataforma oferece compra rápida, transparente e serve como ferramenta educacional para a próxima geração de designers."

Transparência de dados é uma pedra angular da abordagem da Solvay. "Fichas técnicas químicas tradicionais focam em peças moldadas por injeção", nota Alexander. "Fornecemos fichas de dados específicas para AM, dando confiança a clientes industriais na performance do material."

Plataforma de e-commerce da Solvay para materiais AM [Crédito da imagem: Solvay]

Controle de Processo: A Chave para Consistência

Alexander enfatiza a necessidade de controle de processo robusto. "Um processo AM mal gerenciado leva a peças porosas com propriedades mecânicas inconsistentes."

Para entregar confiabilidade plug-and-play, a Solvay faz parceria com fabricantes de impressoras para ajustar perfis de impressão adaptados aos seus polímeros. "Visamos um material que, uma vez carregado, produza peças repetíveis a cada impressão."

Simulação de Materiais: Prevendo Performance Antes de Imprimir

Em 2018, a Solvay fez parceria com a e-Xstream Engineering para integrar seus polímeros de alto desempenho na plataforma de simulação Digimat-AM.

"Simulação permite que designers prevejam comportamento termomecânico durante a fase de design", explica Alexander. "Isso reduz tentativa-e-erro caro e acelera time-to-market."

Ao adicionar PEEK e PPSU da Solvay ao Digimat-AM, usuários podem agora criar gêmeos digitais de suas peças, avaliando iterações de design virtualmente antes de imprimir.

Em 2019, a Solvay adicionou KetaSpire PEEK reforçado com fibra de carbono e Radel PPSU puro ao lançamento do Digimat-AM da e-Xstream Engineering [Crédito da imagem: e-Xstream Engineering]

Olhando Adiante: O Futuro dos Polímeros AM

Alexander vislumbra um futuro onde a manufatura aditiva complementa em vez de substituir métodos tradicionais. "O sucesso depende de qualificação de processo – se o processo não funciona, a peça falha."

Embora custos de material permaneçam altos, a Solvay espera que preços caiam à medida que volumes de produção crescem e aplicações se expandem. A empresa visa qualificar seus polímeros across 10-15 impressoras comerciais, estender parcerias para tecnologias baseadas em pó como SLS e Multi-Jet Fusion, e colaborar com OEMs comprometidos com inovação disruptiva.

Para mais informações sobre soluções de materiais da Solvay, visite Solvay.com.

Entrevistas Especializadas

A série Entrevistas Especializadas da AMFG mostra empresas e indivíduos inovadores moldando o futuro da manufatura aditiva. Para mais informações sobre participação na série, contate marketing@amfg.ai.