Os 8 principais setores que se beneficiam da fabricação de aditivos

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

Com todas essas aplicações de manufatura aditiva, várias indústrias são capazes de reduzir os custos de desenvolvimento e manufatura enquanto aumentam a produção, a velocidade, a inovação e o tempo de colocação no mercado. Também é possível produzir novas estruturas e formas - ao mesmo tempo reduzindo o desperdício. Continue lendo para aprender mais sobre essas oito indústrias que estão colhendo os benefícios da manufatura aditiva e o futuro dessa tecnologia.

Links rápidos:

• O que é fabricação de aditivos?
• Qual é o tamanho do mercado de fabricação de aditivos em 2021?
• Principais indústrias que se beneficiam da fabricação de aditivos
• Interessado em aprender mais sobre os benefícios da fabricação de aditivos?

O que é fabricação de aditivos?

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

Durante o processo de manufatura aditiva, o objeto é desenhado usando o software CAD (Computer-Aided Design) ou fazendo a digitalização do 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 é o tamanho do mercado de fabricação de aditivos em 2021?

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

A força motriz por trás desse rápido crescimento é a capacidade das tecnologias de manufatura aditiva para as empresas mudarem de aplicações de prototipagem para a produção em massa eficiente de peças, componentes e acessórios. Com os avanços nas tecnologias AM juntamente com a crescente adoção de aditivos em vários setores, é provável que o mercado se expanda continuamente.

Principais setores que se beneficiam da fabricação de aditivos

À medida que novas aplicações de manufatura aditiva continuam a ser disponibilizadas, mais indústrias adotaram as tecnologias AM. Aqui estão algumas das principais indústrias que atualmente desenvolvem e produzem aplicações de manufatura aditiva que antes eram inatingíveis há apenas alguns anos.

Aeroespacial

Sempre na vanguarda, a indústria aeroespacial foi uma das primeiras a adotar a manufatura aditiva. As empresas aeroespaciais devem atender a alguns dos padrões mais rigorosos da indústria de manufatura, e as peças e componentes devem ser feitos de materiais de alto desempenho. Usando AM, os engenheiros podem projetar peças complexas e de alta resistência, ao mesmo tempo que reduzem o peso dos componentes aeroespaciais, imprimindo geometrias mais eficientes e eliminando quantidades significativas de material desnecessário. Isso permite menor consumo de combustível, emissões reduzidas de CO2 e custos reduzidos (mais, melhores tarifas aéreas).

Automotivo

Assim como a indústria aeroespacial, a indústria automotiva está sempre procurando inovar com designs mais recentes; seus produtos também estão sujeitos a altas velocidades e condições adversas. AM permite desenvolver peças complexas e de alta qualidade que podem suportar essas condições, oferecendo maior segurança. A prototipagem rápida também melhora a qualidade do veículo, permitindo que os fabricantes de automóveis testem itens como resistência à água e altas temperaturas. Além disso, a impressão 3D permite a consolidação de peças, reduzindo o estoque e permitindo que o reparo ou manutenção seja feito com uma única peça. E, como no aeroespacial, as tecnologias AM permitem que as estruturas reticuladas sejam impressas para que as peças do carro possam ser o mais leves e aerodinâmicas possíveis.

Um exemplo da vida real de impressão 3D na indústria automotiva é como a Porsche agora fornece peças de carros clássicos raros por meio de uma impressora 3D. Onde os colecionadores teriam dificuldade em encontrar peças desatualizadas para seus carros, a impressão 3D permite que peças sobressalentes sejam impressas para veículos raros.

Produtos de consumo

Para as equipes de marketing que levam um produto do conceito à conclusão, geralmente a maior parte do tempo é gasta no design. Para ter certeza de que o produto está certo, uma grande quantidade de tempo é gasta na criação de protótipos para provar conceitos para as partes interessadas e, finalmente, entregar um produto que agrade ao consumidor.

Ao adotar o AM, as equipes de marketing podem desenvolver iterações de seus produtos com muito mais rapidez e, em seguida, girar rapidamente para ajustar o design conforme necessário. Como a manufatura aditiva continua a avançar com volume e velocidade de construção, mais produtos de consumo podem ser produzidos por meio de tecnologias AM para demandas de produção em massa rápidas e eficientes.

Energia

Estima-se que as interrupções, surtos e picos de energia elétrica custem mais de US $ 150 bilhões em danos anuais à economia dos Estados Unidos devido ao tempo de inatividade da mão de obra e à perda de produtividade e dados. Usando a manufatura aditiva, o setor de energia pode criar componentes leves, eficientes e ecológicos que também podem resistir a condições extremas. Além disso, a tecnologia AM pode permitir o desenvolvimento de materiais metálicos resistentes à corrosão para peças personalizadas que podem precisar passar por debaixo d'água ou em outros ambientes hostis.

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

Infraestrutura

Imagine caminhar sobre uma ponte feita inteiramente de impressão 3D. Em breve, isso pode se tornar realidade. Na verdade, já é na Holanda onde a primeira ponte pedonal impressa em 3D do mundo foi inaugurada em 2018. A estrutura foi criada por robótica aditiva em camadas de aço fundido e mede quase 12 metros de diâmetro.

A manufatura aditiva no mercado de construção está se expandindo, inaugurando uma nova era para a indústria. De acordo com um estudo da Transparency Market Research, a impressão 3D no secretário de infraestrutura está prevista para expandir a um CAGR de 33 por cento até 2027. Uma vez que os materiais impressos podem ser aplicados com precisão camada por camada durante a construção de infraestrutura ou edifícios, AM reduz o 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, uma vez que os materiais são impressos com precisão - reduzindo a probabilidade de acidentes de infraestrutura causados ​​por erros de construção e design deficiente. 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 em um futuro próximo.

Médico e Farmacêutico

A manufatura aditiva revolucionou a indústria médica, transformando o que antes era ficção científica em uma nova realidade. A tecnologia está proporcionando avanços para médicos, pacientes e instituições de pesquisa. De próteses duráveis ​​e modelos anatômicos realistas a componentes de grau cirúrgico, a incrível quantidade de objetos que já foram impressos com sucesso na área médica dá uma ideia do potencial que esta tecnologia tem para a saúde no futuro próximo.

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

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

Bens comestíveis

A manufatura aditiva tem o potencial de sacudir a indústria de alimentos. Embora a manufatura aditiva seja menos uma virada de jogo na indústria atualmente na indústria alimentícia, a impressão AM comestível oferece uma grande oportunidade. A partir de agora, chocolates e até pizzas podem ser impressos em 3D.

O jato de pasta é um dos métodos mais comuns de produção de alimentos impressos em 3D. Substituindo os pós de metal 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 marca para os produtores de doces e guloseimas, uma vez que a impressão 3D permite logotipos e fotos desenhados com precisão.

Há também a possibilidade de que a fabricação de aditivos em alimentos comestíveis possa levar à criação de formulações de alimentos exclusivas para as necessidades dietéticas, distribuição simplificada em locais de difícil acesso e suplementos médicos / nutricionais personalizados.

Esportes

O mundo da fabricação 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 US $ 45 bilhões por ano apenas nos Estados Unidos, e a manufatura aditiva oferece inúmeras vantagens. Uma vez que a impressão 3D permite a customização e personalização, os fabricantes de artigos esportivos estão agora desenvolvendo equipamentos personalizados para atletas que são feitos sob medida para suas medidas exatas. Os equipamentos esportivos agora também podem ser fabricados para serem mais leves, mas igualmente fortes, se não mais.

A manufatura aditiva também oferece oportunidades para melhores equipamentos de segurança devido aos materiais mais fortes e desenhos geométricos intrincados. Os fabricantes de capacetes de futebol estão sempre procurando maneiras de melhorar os designs dos capacetes para evitar traumatismo craniano. Com a capacidade da impressão 3D de criar estruturas reticuladas, o produto final não é apenas leve, mas permite uma 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.

As empresas de alimentos, da Adidas à Nike, estão utilizando a manufatura aditiva para criar shows de encaixe personalizado que permitem uma melhor aderência e ajuste e melhores palmilhas e exteriores. Embora um calçado totalmente impresso em 3D não esteja atualmente no mercado, a impressão 3D está envolvida na fabricação de muitos calçados esportivos hoje e provavelmente continuará a crescer neste setor.

Interessado em aprender mais sobre os benefícios da fabricação de aditivos?

A manufatura aditiva é uma virada de jogo para fabricantes de todos os tamanhos. Pode permitir que eles criem produtos de forma mais rápida e barata - mas com menos desperdício de produção e melhor precisão. Quando você olha para o quadro geral, a AM também está mudando a vida dos americanos comuns, desde as descobertas médicas até transportes e estradas mais seguros.

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