Brian Alexander, da Solvay, fala sobre a construção de polímeros de alto desempenho para manufatura aditiva

À medida que aumenta a demanda por polímeros de alto desempenho na fabricação aditiva, empresas líderes de materiais como Solvay, BASF e SABIC estão expandindo seus portfólios para atender às necessidades de aplicações de nível de produção nos setores automotivo, médico, aeroespacial e muito mais.

A Solvay, uma empresa de 10 mil milhões de euros com um legado de 150 anos na ciência dos materiais, tornou-se um interveniente-chave em polímeros especiais utilizados em todo o mundo. Nesta entrevista, Brian Alexander — fundador da Plataforma de Incubação de Negócios para Manufatura Aditiva da Solvay — compartilha a mudança estratégica da empresa em direção à AM, as oportunidades que ela abre e por que os materiais de nível de engenharia são essenciais para a próxima onda de manufatura.

Reconhecendo a oportunidade de AM

Brian Alexander, Polímeros Especiais da Solvay, Plataforma de Incubação de Negócios para Manufatura Aditiva

No início de 2016, a manufatura aditiva passou de nicho para 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 se alinha perfeitamente com os principais mercados da Solvay:produção de alto valor, baixo volume e personalização em massa”, explica Alexander. “Indústrias como a aeroespacial e a saúde exigem milhares de peças por ano, e não milhões, o que torna a AM a opção ideal.”

Com a expiração das principais patentes em SLS e FFF em 2016, o mercado abriu-se a novos participantes. A Solvay aproveitou a oportunidade, optando por ver a AM como uma alavanca de crescimento e não como uma ameaça.

“Em nosso primeiro ano, conversamos com os principais clientes para avaliar sua maturidade de AM”, lembra Alexander. "Naquela altura, muitos acreditavam que a AM era uma tecnologia apenas de protótipo. Hoje, essa perceção mudou drasticamente."

Mudando a mentalidade para o sucesso da AM

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

“Os processos de fabricação tradicionais não se traduzem diretamente em AM”, diz Alexander. “É preciso redesenhar toda a cadeia de valor – desde a formulação da matéria-prima até o design das peças e a otimização do processo – para alcançar resultados consistentes e de alta qualidade.”

O objetivo da Solvay é tornar-se o principal fornecedor de soluções personalizadas e prontas para AM. “Se simplesmente comercializássemos nossas resinas antigas no espaço AM, ficaríamos aquém”, observa Alexander. “Nosso foco está em materiais projetados especificamente para o processo AM, com especificações claras para matéria-prima, parâmetros de impressão e pós-processamento.”



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

Desenvolvimento de polímeros de alto desempenho para AM

Embora os primeiros AM dependessem de materiais de consumo, como PLA e ABS, os líderes da indústria agora exigem polímeros de qualidade industrial, como PEEK e PPSU.

“A prototipagem por si só não revela todos os benefícios da AM”, explica Alexander. "Para a produção em série, os projetistas precisam de um amplo espectro de tolerância à temperatura, resistência mecânica e dados de qualificação. Só então eles poderão explorar estruturas treliçadas, redução de peso e consolidação de peças."

Para atender a essas necessidades, a Solvay iniciou sua pesquisa focada em AM com Fused Filament Fabrication (FFF), a tecnologia AM mais acessível, voltada para a saúde (personalização em massa) e aeroespacial (produção de pequenos lotes).

Os principais materiais — PEEK, conhecido por sua excepcional estabilidade térmica e relação resistência/peso, e PPSU, valorizado por sua resistência ao calor e durabilidade química — foram selecionados como polímeros de plataforma de lançamento.

“Compreender o encolhimento, o empenamento e a coesão é fundamental”, diz Alexander. “O conhecimento preditivo do material nos permite fornecer perfis de impressão confiáveis.”

Em 2017, a Solvay lançou a sua Copa de Fabricação Aditiva, convidando estudantes universitários de todo o mundo a imprimir peças complexas usando filamento PEEK. O sucesso da competição demonstrou o potencial inexplorado da AM e reforçou a confiança da Solvay na sua plataforma de materiais.



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

Um novo modelo de negócios:comércio eletrônico direto ao cliente

Com base na Copa de Manufatura Aditiva, a Solvay introduziu uma plataforma de comércio eletrônico inovadora que disponibiliza seus polímeros a preços justos para qualquer pessoa com cartão de crédito.

“Saímos de um modelo fechado e centrado no distribuidor”, diz Alexander. “Nossa plataforma oferece compras rápidas e transparentes e serve como uma ferramenta educacional para a próxima geração de designers.”

A transparência dos dados é uma pedra angular da abordagem da Solvay. “As fichas técnicas tradicionais de produtos químicos concentram-se em peças moldadas por injeção”, observa Alexander. “Fornecemos folhas de dados específicas para AM, dando aos clientes industriais confiança no desempenho do material.”



Plataforma de comércio eletrônico da Solvay para materiais AM [Crédito da imagem:Solvay]

Controle de processos:a chave para a consistência

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

Para oferecer confiabilidade plug-and-play, a Solvay faz parceria com fabricantes de impressoras para ajustar perfis de impressão adaptados aos seus polímeros. “Nosso objetivo é um material que, uma vez carregado, produza peças repetíveis a cada impressão.”

Simulação de materiais:previsão do desempenho antes da impressão

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

“A simulação permite que os projetistas prevejam o comportamento termomecânico durante a fase de projeto”, explica Alexander. “Isso reduz tentativas e erros dispendiosos e acelera o tempo de lançamento no mercado.”

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



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

Olhando para o Futuro:O Futuro dos Polímeros AM

Alexander prevê um futuro onde a manufatura aditiva complementa, em vez de substituir, os métodos tradicionais. “O sucesso depende da qualificação do processo – se o processo não funcionar, a peça falha.”

Embora os custos dos materiais permaneçam elevados, a Solvay espera que os preços caiam à medida que os volumes de produção aumentam e as aplicações se expandem. A empresa pretende qualificar os seus polímeros em 10 a 15 impressoras comerciais, alargar parcerias em tecnologias à base de pó, como SLS e Multi‑Jet Fusion, e colaborar com OEMs comprometidos com a inovação disruptiva.

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

Entrevistas com especialistas

A série de entrevistas com especialistas da AMFG apresenta empresas e indivíduos inovadores que moldam o futuro da manufatura aditiva. Para obter mais informações sobre a participação na série, entre em contato com marketing@amfg.ai .