Como a Manufatura Aditiva Está Revolucionando 8 Setores-Chave

A manufatura aditiva (AM), ou impressão 3D, evoluiu rapidamente nos últimos anos. À medida que novas indústrias começaram a adotar a tecnologia, elas estão descobrindo as muitas maneiras pelas quais seus negócios estão sendo impactados por ela. As tecnologias de manufatura aditiva continuam a evoluir em um ritmo acelerado, levando ao desenvolvimento de novas aplicações aditivas. Esses novos processos, junto com uma gama crescente de materiais de grau de produção, como titânio, aço e uma variedade de plásticos, permitem uma ampla gama de capacidades.

Com todas essas aplicações de manufatura aditiva, inúmeras indústrias são capazes de reduzir custos de desenvolvimento e manufatura enquanto aumentam produção, velocidade, inovação e tempo de colocação no mercado. Também é possível produzir novas estruturas e formas — tudo isso diminuindo o desperdício. Continue lendo para saber mais sobre esses oito setores colhendo os benefícios da manufatura aditiva e o futuro desta tecnologia.

Links Rápidos:

• O que é Manufatura Aditiva?
• Qual o Tamanho do Mercado de Manufatura Aditiva em 2021?
• Principais Setores Beneficiados pela Manufatura Aditiva
• Interessado em Saber Mais Sobre os Benefícios da Manufatura Aditiva?

O que é Manufatura Aditiva?

A manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D, é o processo de criar um objeto tridimensional a partir de um modelo digital 3D ou CAD. Como o nome implica, a manufatura aditiva funciona adicionando materiais para criar um objeto construindo-o camada por camada. Esses materiais podem incluir pós metálicos, plástico ou cerâmica. A manufatura aditiva pode aumentar e, em alguns casos, substituir totalmente métodos tradicionais de criação de objetos por usinagem, corte, torneamento, conformação, fresamento e outros processos de manufatura "subtrativos".

Durante o processo de manufatura aditiva, o objeto é projetado usando software CAD (Design Assistido por Computador) ou digitalizando o objeto que será impresso. O software pode traduzir a digitalização em uma estrutura precisa para a máquina de impressão 3D seguir camada por camada.

Qual o Tamanho do Mercado de Manufatura Aditiva em 2021?

À medida que os avanços na manufatura aditiva continuam a tornar este processo mais acessível do que nunca, um número crescente de indústrias está implementando impressão 3D em suas operações. Como está, as tecnologias de manufatura aditiva parecem ser uma força altamente disruptiva em toda a indústria manufatureira global. O tamanho do mercado global de manufatura aditiva é projetado para atingir $30,6 bilhões em 2028. Outros relatórios estimam o mercado a crescer a uma alta taxa de 14,4% ao ano. Espera-se que a manufatura obtenha quase 33% da participação total de mercado até 2027.

A força motriz por trás deste crescimento rápido é a capacidade das tecnologias de manufatura aditiva para as empresas mudarem de aplicações de prototipagem para produção em massa eficiente de peças, componentes e acessórios. Com avanços nas tecnologias AM combinados com a crescente adoção de aditivo em várias indústrias, é provável que o mercado continue a se expandir.

Principais Setores Beneficiados pela Manufatura Aditiva

À medida que novas aplicações de manufatura aditiva continuam a ser disponibilizadas, mais indústrias adotaram tecnologias AM. Aqui estão alguns dos principais setores atualmente desenvolvendo e produzindo aplicações de manufatura aditiva que eram inatingíveis há apenas alguns anos.

Aeroespacial

Sempre na vanguarda, a indústria aeroespacial foi uma adotante precoce da manufatura aditiva. Empresas aeroespaciais devem atender a alguns dos padrões mais rigorosos da indústria manufatureira, e peças e componentes precisam ser feitos dos materiais de mais alto desempenho. Usando AM, engenheiros podem projetar peças complexas de alta resistência enquanto também reduzem o peso de componentes aeroespaciais imprimindo geometrias mais eficientes e eliminando quantidades significativas de material desnecessário. Isso permite menor consumo de combustível, redução de emissões de CO2 e redução de custos (além de melhores tarifas aéreas).

Automotivo

Muito como aeroespacial, a indústria automotiva está sempre buscando inovar com designs mais novos; seus produtos também são submetidos a altas velocidades e condições adversas. AM permite que eles desenvolvam peças complexas de alta qualidade que podem suportar essas condições, oferecendo segurança aprimorada. Prototipagem rápida também melhora a qualidade do veículo, permitindo que fabricantes de automóveis testem coisas como resistência à água e altas temperaturas. Além disso, a impressão 3D permite consolidação de peças, reduzindo estoque e permitindo que reparos ou manutenção sejam feitos com uma única peça. E, como na aeroespacial, tecnologias AM permitem que estruturas de treliça sejam impressas para que peças de carros sejam tão leves e aerodinâmicas quanto possível.

Um exemplo real de impressão 3D na indústria automotiva é como a Porsche agora fornece peças de carros clássicos raros através de uma impressora 3D. Onde colecionadores teriam dificuldade em encontrar peças descontinuadas para seus carros, a impressão 3D permite que peças de reposição sejam impressas para veículos raros.

Produtos de Consumo

Para equipes de marketing levando um produto do conceito à conclusão, frequentemente a maior quantidade de tempo é gasta no design. Para garantir que o produto esteja perfeito, gasta-se muito tempo criando protótipos para provar conceitos aos stakeholders e, por fim, entregar um produto que agrade o consumidor.

Ao adotar AM, equipes de marketing podem desenvolver iterações de seu produto muito mais rápido e, então, pivotar rapidamente para ajustar o design conforme necessário. À medida que a manufatura aditiva continua a avançar com volume de construção e velocidade, mais produtos de consumo podem ser produzidos através de tecnologias AM para demandas de produção em massa rápidas e eficientes.

Energia

Interrupções de energia elétrica, picos e surtos são estimados em custar mais de $150 bilhões em danos anuais à economia dos Estados Unidos devido a tempo de inatividade de mão de obra e perda de produtividade e dados. Usando manufatura aditiva, o setor de energia pode criar componentes leves, eficientes e ambientalmente amigáveis que também podem suportar condições extremas. Além disso, a tecnologia AM pode permitir o desenvolvimento de materiais metálicos resistentes à corrosão para peças personalizadas que podem precisar experimentar ambientes subaquáticos ou outros ambientes adversos.

Além da possibilidade de desenvolver produtos superiores, a adoção de manufatura aditiva para a indústria de energia envolve o uso de materiais mais novos e leves. E, com tecnologias AM reduzindo custos de produção em 40% e tempo de colocação no mercado em um terço, espera-se que a indústria de energia invista significativamente em manufatura aditiva no futuro.

Infraestrutura

Imagine caminhar sobre uma ponte feita inteiramente de impressão 3D. Em breve, isso pode se tornar realidade. De fato, já é nos Países Baixos, onde a primeira ponte de pedestres impressa em 3D do mundo foi inaugurada em 2018. A estrutura foi criada por robótica aditiva camadas de aço fundido e mede quase 12 metros de extensão.

A manufatura aditiva no mercado de construção está se expandindo, inaugurando uma nova era para a indústria. Segundo um estudo da Transparency Market Research, a impressão 3D no setor de infraestrutura deve expandir a um CAGR de 33% até 2027. Como materiais impressos podem ser aplicados precisamente camada por camada ao construir infraestrutura ou construir edifícios, a AM reduz desperdício de material e permite que a construção seja o mais econômica possível.

Além disso, a tecnologia de impressão 3D permite estruturas de design complexas, já que os materiais são impressos precisamente — reduzindo a probabilidade de acidentes de infraestrutura por erros de construção e design ruim. Embora a impressão 3D não esteja sendo empregada na construção de pontes do dia a dia, há muito potencial futuro à medida que a indústria se expande. E, com um relatório recente descobrindo que mais de um terço de todas as pontes dos EUA precisam de grandes reparos ou devem ser substituídas, pode haver uma rápida expansão da indústria no futuro próximo.

Médico e Farmacêutico

A manufatura aditiva revolucionou a indústria médica, transformando o que era ficção científica em uma nova realidade. A tecnologia está entregando avanços para médicos, pacientes e instituições de pesquisa. De próteses duráveis e modelos anatômicos fiéis à vida a componentes de grau cirúrgico, a incrível variedade de objetos que já foram impressos com sucesso no campo médico dá um vislumbre do potencial que esta tecnologia possui para a saúde no futuro próximo.

Por exemplo, a manufatura aditiva permite aparelhos dentários impressos em 3D e dispositivos feitos sob medida, como dentaduras, coroas e até Invisalign™, a serem construídos a partir de uma variedade de substratos e impressos personalizados para cada indivíduo. Atualmente, o mercado de impressão 3D para odontologia digital é avaliado em $2,5 bilhões — e espera-se que continue crescendo. Além disso, a manufatura aditiva permite dispositivos como aparelhos auditivos que podem ser produzidos em massa feitos para um melhor ajuste, garantindo o mais alto nível de conforto para o usuário.

Um dos projetos mais recentes em andamento é o uso de tecnologia aditiva por pesquisadores para imprimir células-tronco embrionárias humanas. Ao fazer isso, essas células-tronco podem então ser usadas para criar tecido para teste de medicamentos ou cultivo de órgãos de substituição, imprimir pele que poderia substituir pele queimada ou danificada, e imprimir células cancerígenas para estudar e testar novos medicamentos nelas. O cirurgião Anthony Atala, Diretor do Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, tem trabalhado na impressão de órgãos, acreditando que imprimir um órgão pode em breve substituir o transplante de um órgão.

Bens Comestíveis

A manufatura aditiva tem o potencial de abalar a indústria de alimentos. Embora a manufatura aditiva seja menos um divisor de águas na indústria de alimentos atualmente, a impressão aditiva comestível possui uma riqueza de oportunidades. No momento, chocolates e até pizza são capazes de serem impressos em 3D.

O jateamento de aglutinante (binder-jetting) é um dos métodos mais comuns de produção de alimentos impressos em 3D. Substituindo pós metálicos e polímeros por açúcares cristalinos para projetar e criar esculturas de açúcar complicadas e precisas, especialmente para restaurantes, padarias e hotéis. A impressão aditiva comestível apresenta oportunidades de branding para produtores de doces e guloseimas, já que a impressão 3D permite logotipos e fotos desenhados precisamente.

Também existem as possibilidades de que a manufatura aditiva em alimentos comestíveis possa levar à criação de formulações alimentares únicas para necessidades dietéticas, distribuição simplificada em locais de difícil acesso e suplementos médicos/nutricionais personalizados.

Esportes

O mundo da manufatura de esportes e jogos está sendo impactado pela impressão 3D na criação de moda, equipamentos e acessórios. A indústria de artigos esportivos fatura cerca de $45 bilhões anualmente apenas nos Estados Unidos, e a manufatura aditiva oferece numerosas vantagens. Como a impressão 3D permite personalização e customização, fabricantes de artigos esportivos estão agora desenvolvendo equipamentos personalizados para atletas que são feitos sob medida para suas medidas exatas. Equipamentos esportivos também podem agora ser fabricados para serem mais leves, mas tão fortes, se não mais.

A manufatura aditiva também oferece oportunidades para equipamentos de segurança melhores devido a materiais mais fortes e designs geométricos intrincados. Fabricantes de capacetes de futebol americano estão sempre buscando maneiras de melhorar designs de capacetes para prevenir traumas cranianos. Com a capacidade da impressão 3D de criar estruturas de treliça, o produto final não é apenas leve, mas permite distribuição de pressão mais segura para capacetes físicos. Junto com a capacidade de personalizar cada capacete para o formato exato da cabeça do atleta, a impressão 3D pode produzir um capacete superior.

Empresas de artigos esportivos, da Adidas à Nike, estão utilizando manufatura aditiva para criar calçados com ajuste personalizado que permitem melhor aderência e ajuste, e tanto palmilhas quanto exteriores melhores. Embora um sapato completamente impresso em 3D não esteja atualmente no mercado, a impressão 3D está envolvida na fabricação de muitos calçados atléticos hoje e provavelmente continuará a crescer nesta indústria.

Interessado em Saber Mais Sobre os Benefícios da Manufatura Aditiva?

A manufatura aditiva é um divisor de águas para fabricantes de todos os tamanhos. Ela pode permitir que eles criem produtos mais rápido e mais barato — mas com menos desperdício de produção e melhor precisão. Quando você olha para o panorama geral, a AM também está mudando a vida dos americanos comuns, de avanços médicos a transportes e vias mais seguros.

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