Las 8 principales industrias que se benefician de la fabricación aditiva

La fabricación aditiva (AM), o impresión 3D, ha evolucionado rápidamente en los últimos años. A medida que las nuevas industrias han comenzado a adoptar la tecnología, están descubriendo las muchas formas en que su negocio se ve afectado por ella. Las tecnologías de fabricación aditiva continúan evolucionando a un ritmo rápido, lo que lleva al desarrollo de nuevas aplicaciones aditivas. Estos nuevos procesos, junto con una gama cada vez mayor de materiales de grado de producción, como titanio, acero y una variedad de plásticos, permiten una amplia gama de capacidades.

Con todas estas aplicaciones de fabricación aditiva, numerosas industrias son capaces de reducir los costos de desarrollo y fabricación al tiempo que aumentan la producción, la velocidad, la innovación y el tiempo de comercialización. También es posible producir nuevas estructuras y formas, al mismo tiempo que se reduce el desperdicio. Siga leyendo para obtener más información sobre estas ocho industrias que obtienen los beneficios de la fabricación aditiva y el futuro de esta tecnología.

Enlaces rápidos:

• ¿Qué es la fabricación aditiva?
• ¿Cuál es el tamaño del mercado de fabricación aditiva en 2021?
• Principales industrias que se benefician de la fabricación aditiva
• ¿Está interesado en obtener más información sobre los beneficios de la fabricación aditiva?

¿Qué es la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, es el proceso de creación de un objeto tridimensional a partir de un modelo digital 3D o CAD. Como lo implica el nombre, la fabricación aditiva funciona agregando materiales para crear un objeto construyéndolo capa por capa. Estos materiales pueden incluir polvos metálicos, plástico o cerámica. La fabricación aditiva puede aumentar y, en algunos casos, reemplazar totalmente los métodos tradicionales de creación de objetos mediante mecanizado, corte, torneado, modelado, fresado y otros procesos de fabricación "sustractivos".

Durante el proceso de fabricación aditiva, el objeto se diseña utilizando el software CAD (Diseño asistido por computadora) o tomando un escaneo del objeto que se imprimirá. El software puede traducir el escaneo en un marco preciso para que la máquina de impresión 3D lo siga capa por capa.

¿Cuál es el tamaño del mercado de fabricación aditiva en 2021?

A medida que los avances en la fabricación aditiva continúan haciendo que este proceso sea más accesible que nunca, un número creciente de industrias están implementando la impresión 3D en sus operaciones. Tal como está, las tecnologías de fabricación aditiva buscan ser una fuerza altamente disruptiva en toda la industria de fabricación global. Se proyecta que el tamaño del mercado global de fabricación aditiva sea de $ 30,6 mil millones en 2028. Otros informes estiman que el mercado crecerá a una alta tasa del 14,4% anual. Se espera que la fabricación obtenga casi el 33% de la participación total del mercado en 2027.

La fuerza impulsora detrás de este rápido crecimiento es la capacidad de las tecnologías de fabricación aditiva para que las empresas pasen de las aplicaciones de creación de prototipos a la producción en masa eficiente de piezas, componentes y accesorios. Con los avances en las tecnologías AM junto con la creciente adopción de aditivos en varias industrias, es probable que el mercado se expanda continuamente.

Principales industrias que se benefician de la fabricación aditiva

A medida que continúan estando disponibles nuevas aplicaciones de fabricación aditiva, más industrias han adoptado tecnologías AM. Estas son algunas de las principales industrias que actualmente desarrollan y producen aplicaciones de fabricación aditiva que antes eran inalcanzables hace solo unos años.

Aeroespacial

Siempre a la vanguardia, la industria aeroespacial fue una de las primeras en adoptar la fabricación aditiva. Las empresas aeroespaciales deben cumplir con algunos de los estándares más estrictos de la industria manufacturera, y las piezas y componentes deben estar fabricados con materiales del más alto rendimiento. Con AM, los ingenieros pueden diseñar piezas complejas de alta resistencia al mismo tiempo que reducen el peso de los componentes aeroespaciales al imprimir geometrías más eficientes y eliminar cantidades significativas de material innecesario. Esto permite un menor consumo de combustible, menores emisiones de CO2 y menores costos (además, mejores tarifas aéreas).

Automotriz

Al igual que la industria aeroespacial, la industria automotriz siempre busca innovar con diseños más nuevos; sus productos también están sujetos a altas velocidades y duras condiciones. AM les permite desarrollar piezas complejas de alta calidad que pueden soportar estas condiciones, ofreciendo una seguridad mejorada. La creación rápida de prototipos también mejora la calidad del vehículo, lo que permite a los fabricantes de automóviles probar cosas como la resistencia al agua y las altas temperaturas. Además, la impresión 3D permite la consolidación de piezas, lo que reduce el inventario y permite que la reparación o el mantenimiento se realicen con una sola pieza. Y, al igual que en la industria aeroespacial, las tecnologías AM permiten la impresión de estructuras de celosía para que las piezas de los automóviles sean lo más ligeras y aerodinámicas posibles.

Un ejemplo de la vida real de la impresión 3D en la industria automotriz es cómo Porsche ahora suministra partes de autos clásicos raros a través de una impresora 3D. Donde los coleccionistas tendrían dificultades para encontrar piezas obsoletas para sus coches, la impresión 3D permite imprimir piezas de repuesto para vehículos raros.

Productos de consumo

Para los equipos de marketing que llevan un producto desde el concepto hasta su finalización, a menudo se dedica la mayor cantidad de tiempo al diseño. Para asegurarse de que el producto sea el adecuado, se dedica una gran cantidad de tiempo a la creación de prototipos para probar conceptos a las partes interesadas y, en última instancia, ofrecer un producto que agrada al consumidor.

Al adoptar AM, los equipos de marketing pueden desarrollar iteraciones de su producto mucho más rápido y luego girar rápidamente para ajustar el diseño según sea necesario. A medida que la fabricación aditiva continúa avanzando con el volumen de fabricación y la velocidad, se pueden producir más productos de consumo a través de tecnologías AM para demandas de producción en masa rápidas y eficientes.

Energía

Se estima que los cortes de energía eléctrica, las sobretensiones y los picos cuestan más de $ 150 mil millones en daños anuales a la economía de los Estados Unidos debido al tiempo de inactividad laboral y la pérdida de productividad y datos. Mediante la fabricación aditiva, el sector energético puede crear componentes ligeros, eficientes y respetuosos con el medio ambiente que también pueden soportar condiciones extremas. Además, la tecnología AM puede permitir el desarrollo de materiales metálicos resistentes a la corrosión para piezas personalizadas que pueden necesitar experimentar bajo el agua u otros entornos hostiles.

Además de la posibilidad de desarrollar productos superiores, la adopción de la fabricación aditiva para la industria energética implica el uso de materiales más nuevos y ligeros. Y, con las tecnologías AM que reducen los costos de producción en un 40% y el tiempo de comercialización en un tercio, se espera que la industria energética invierta significativamente en la fabricación aditiva en el futuro.

Infraestructura

Imagínese caminar sobre un puente hecho completamente con impresión 3D. Pronto, esto puede convertirse en realidad. De hecho, ya es en los Países Bajos donde se dio a conocer el primer puente peatonal impreso en 3D del mundo en 2018. La estructura fue creada por robótica aditiva con capas de acero fundido y mide casi 12 metros de ancho.

La fabricación aditiva en el mercado de la construcción se está expandiendo, marcando el comienzo de una nueva era para la industria. Según un estudio de Transparencia Market Research, se prevé que la impresión 3D en la secretaría de infraestructura se expandirá a una tasa compuesta anual del 33 por ciento para 2027. Dado que los materiales impresos se pueden aplicar con precisión capa por capa al construir infraestructura o edificios, la AM reduce el desperdicio de material y permite que la construcción sea lo más rentable posible.

Además, la tecnología de impresión 3D permite estructuras de diseño complejas, ya que los materiales se imprimen con precisión, lo que reduce la probabilidad de accidentes de infraestructura por errores de construcción y diseño deficiente. Si bien la impresión 3D no se utiliza en la construcción de puentes todos los días, existe un gran potencial futuro a medida que la industria se expande. Y, con un informe reciente que encontró que más de un tercio de todos los puentes de EE. UU. Necesitan reparaciones importantes o deben ser reemplazados, puede haber una rápida expansión de la industria en un futuro cercano.

Medicina y farmacia

La fabricación aditiva ha revolucionado la industria médica, convirtiendo lo que alguna vez fue ciencia ficción en una nueva realidad. La tecnología está brindando avances a médicos, pacientes e instituciones de investigación. Desde prótesis duraderas y modelos anatómicos realistas hasta componentes de grado quirúrgico, la increíble plétora de objetos que ya se han impreso con éxito en el campo médico da una idea del potencial que tiene esta tecnología para el cuidado de la salud en el futuro cercano.

Por ejemplo, la fabricación aditiva permite que los dispositivos dentales impresos en 3D y los dispositivos hechos a medida, como dentaduras postizas, coronas e incluso Invisalign ™, se construyan a partir de una variedad de sustratos e impresiones personalizadas para cada individuo. Actualmente, el mercado de la impresión 3D para la odontología digital está valorado en 2.500 millones de dólares y se espera que siga creciendo. Además, la fabricación aditiva permite que dispositivos como los audífonos se puedan producir en masa para un mejor ajuste y garantizar el más alto nivel de comodidad para el usuario.

Uno de los últimos proyectos en curso es el uso de tecnología aditiva por parte de investigadores para imprimir células madre embrionarias humanas. Al hacerlo, estas células madre se pueden usar para crear tejido para probar medicamentos o cultivar órganos de reemplazo, para imprimir piel que podría reemplazar la piel que se quemó o dañó, e imprimir células cancerosas para estudiar y probar nuevos medicamentos en ellas. El cirujano Anthony Atala, director del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, incluso ha estado trabajando en la impresión de órganos, creyendo que la impresión de un órgano pronto puede reemplazar el trasplante de un órgano.

Productos comestibles

La fabricación aditiva tiene el potencial de revolucionar la industria alimentaria. Si bien la fabricación aditiva es menos un cambio de juego de la industria actualmente en la industria alimentaria, la impresión AM comestible ofrece una gran oportunidad. A partir de ahora, los chocolates e incluso la pizza se pueden imprimir en 3D.

La inyección de aglutinante es uno de los métodos más comunes de producción de alimentos impresos en 3D. Reemplazando los polvos y polímeros de metal con azúcares cristalinos para diseñar y crear esculturas de azúcar complicadas y precisas, especialmente para restaurantes, panaderías y hoteles. La impresión aditiva comestible presenta oportunidades de marca para los productores de caramelos y dulces, ya que la impresión 3D permite logotipos y fotos dibujados con precisión.

También existe la posibilidad de que la fabricación aditiva en alimentos comestibles pueda conducir a la creación de fórmulas alimentarias únicas para las necesidades dietéticas, una distribución simplificada en lugares de difícil acceso y suplementos médicos / nutricionales personalizados.

Deportes

El mundo de la fabricación de juegos y deportes se está viendo afectado por la impresión 3D en la creación de moda, equipo y accesorios. La industria de artículos deportivos gana alrededor de $ 45 mil millones de dólares anuales solo en los Estados Unidos, y la fabricación aditiva ofrece numerosas ventajas. Dado que la impresión 3D permite la personalización y la personalización, los fabricantes de artículos deportivos ahora están desarrollando equipos personalizados para atletas que se adaptan a sus medidas exactas. El equipamiento deportivo también se puede fabricar ahora para que sea más ligero pero igual de resistente, si no más.

La fabricación aditiva también brinda oportunidades para mejores equipos de seguridad debido a materiales más fuertes y diseños geométricos intrincados. Los fabricantes de cascos de fútbol americano siempre están buscando formas de mejorar los diseños de cascos para prevenir traumatismos en la cabeza. Con la capacidad de la impresión 3D para crear estructuras de celosía, el producto final no solo es ligero, sino que permite una distribución de presión más segura para los cascos físicos. Junto con la capacidad de personalizar cada casco para la forma exacta de la cabeza del atleta, la impresión 3D puede producir un casco superior.

Las empresas de alimentos, desde Adidas hasta Nike, están utilizando la fabricación aditiva para crear espectáculos personalizados que permiten un mejor agarre y ajuste y mejores plantillas y exteriores. Si bien un zapato completamente impreso en 3D no se encuentra actualmente en el mercado, la impresión en 3D está involucrada en la fabricación de muchos zapatos deportivos en la actualidad y es probable que continúe creciendo en esta industria.

¿Está interesado en obtener más información sobre los beneficios de la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva es un cambio de juego para los fabricantes de todos los tamaños. Puede permitirles crear productos de forma más rápida y económica, pero con menos desperdicio de producción y mejor precisión. Cuando se mira el panorama general, la AM también está cambiando la vida de los estadounidenses de todos los días, desde los avances médicos hasta el transporte y las carreteras más seguros.

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