Tendencias de impresión 3D en 2018:¿Qué impacto ha tenido este año?

Hasta ahora, 2018 ha sido un año positivo para la impresión 3D. Con los avances tecnológicos en todo el ámbito de software, hardware y materiales, la industria se ha alejado firmemente del bombo de principios de la década de 2010 para proporcionar avances significativos para la producción industrial. Con la industria valorada actualmente en más de $ 7 mil millones (según el Informe Wohlers de 2018), la impresión 3D industrial no solo ha cimentado su valor en el desarrollo de productos y la creación rápida de prototipos, sino que también está ganando terreno en la producción de piezas finales.

En enero, hicimos algunas predicciones sobre cómo evolucionaría la impresión 3D en 2018. Pero, ¿dónde estamos hoy? Vamos a echar un vistazo a las tendencias que se han desarrollado durante los últimos meses.

1. La impresión 3D en metal sigue creciendo

Este año, la Technology Review anual del MIT incluyó la impresión 3D de metal como una de las diez tecnologías más innovadoras de 2018. Pero, ¿la tecnología ha estado a la altura de las expectativas?

Los desarrollos recientes en tecnología ciertamente han visto metal 3D la impresión se destaca tanto como método de creación de prototipos como de producción. Y parece que la tasa de adopción ha continuado en su trayectoria de crecimiento, y las ventas de sistemas de AM de metal experimentaron un crecimiento del 80% el año pasado, según el Informe Wohlers de 2018.

La asequibilidad, la velocidad y la calidad de las piezas siguen siendo los principales desafíos a los que se enfrenta la producción de aditivos metálicos. Sin embargo, 2018 ha visto la introducción de una nueva clase de sistemas y procesos de impresión 3D de metales industriales de gama baja. Estas nuevas soluciones, como ADAM de Markforged o la tecnología de impresión Joule de Digital Alloys, prometen hacer que la fabricación aditiva de metales sea más asequible, con un mayor enfoque en la calidad y la velocidad. Hacer que la impresión 3D de metal sea menos costosa y más fácil de usar solo significará que más empresas podrán beneficiarse de la tecnología a largo plazo.

La tecnología de inyección de aglutinantes metálicos es otra área de enfoque, con máquinas desarrolladas para cumplir la promesa de alta velocidad, bajo costo y escalabilidad para la producción. Por ejemplo, HP ha anunciado recientemente planes para pasar a la impresión 3D en metal con el lanzamiento de su HP Metal Jet. Curiosamente, el sistema, que afirma ser 50 veces más rápido que otros métodos de impresión 3D basados ​​en láser, se ha lanzado con un enfoque en la producción desde el principio.

GE Additive, que desarrolló su propia máquina de inyección de aglutinante el año pasado, cree que las soluciones de inyección de aglutinantes son capaces de interrumpir tecnologías existentes como la fundición en la industria aeroespacial, automotriz, energética y sanitaria.

“Las empresas están comprando una mayor cantidad de sistemas de AM de metal para satisfacer sus necesidades de producción. En los últimos años, varias empresas han comprado uno o dos sistemas para probar y calificar el proceso y los materiales. Ahora, las empresas están agregando sistemas para la producción, lo que requiere una capacidad significativamente mayor ".

Terry Wohlers

2. Mayor variedad de materiales

Desde metales hasta plásticos y cerámicas, la innovación de materiales es una de las áreas de más rápido crecimiento en la fabricación aditiva. Las empresas, tanto las nuevas empresas como las empresas químicas globales, están entrando ahora en el espacio de AM con nuevas ofertas de materiales para satisfacer las necesidades específicas de las aplicaciones. Solo este mes, la empresa química francesa Arkema ha lanzado una plataforma comercial para ampliar su gama de materiales de impresión 3D.

La gama de materiales SLS disponibles, por ejemplo, se ha ampliado significativamente este año para incluir nuevos tipos de nailon, así como polvos a base de PEBA y PEKK. Otra interesante adición a la paleta de materiales de impresión 3D son los termoplásticos de alto rendimiento que se solicitan cada vez más para aplicaciones de ingeniería.

Si bien los plásticos siguen representando la mayor proporción del mercado de materiales, el uso de materiales metálicos ha aumentado, en línea con la mayor adopción de tecnologías AM de metales. El último informe sobre el estado de la industria de Sculpteo ha encontrado que el uso de metales ha aumentado del 28% en 2017 al 36% este año, lo que nuevamente apunta a una mayor adopción de la impresión 3D de metales para la producción.

A medida que crece la demanda de impresión 3D, también lo hará la necesidad de materiales adecuados y de alto rendimiento. Sin embargo, el costo de los materiales sigue siendo un desafío para el sector de los materiales, uno que solo puede superarse con alianzas más estratégicas para impulsar el crecimiento y reducir los costos.

3. Nuevo enfoque en la automatización

Podría decirse que 2018 puede verse como el año en el que finalmente se reconoció el valor de la automatización para la producción de AM. La automatización jugará un papel clave para impulsar la fabricación aditiva hacia la producción de piezas finales, ayudando a optimizar los procesos de producción, reducir las operaciones manuales y lograr un alto nivel de eficiencia.

En 2018, el software se ha convertido en un componente intrínseco de este proceso. Para que la fabricación aditiva se integre en los flujos de trabajo de fabricación, se requiere un alto nivel de conectividad entre las máquinas y la capacidad de coordinar estos procesos. El software de automatización del flujo de trabajo, como AMFG, permite a las empresas lograr esto al automatizar y coordinar cada etapa del proceso de producción de aditivos, desde los pedidos de impresión hasta la preparación de archivos y el control de posprocesamiento.

Además, se están desarrollando nuevas soluciones para agilizar aún más el proceso de producción, desde sistemas robóticos inteligentes hasta una variedad de alternativas de posprocesamiento automatizado. Por ejemplo, Lockheed Martin ha desarrollado recientemente robótica de impresión 3D impulsada por IA en colaboración con la Marina de los EE. UU. Para optimizar la producción de piezas complejas en ubicaciones remotas. Los robots de varios ejes utilizarán rayos láser de alta potencia para depositar metales, mientras que los algoritmos de aprendizaje automático les permitirán monitorear, controlar y ajustar automáticamente los parámetros del proceso de impresión, logrando así una producción más ágil para piezas metálicas complejas.

También están surgiendo soluciones de posprocesamiento automatizado para optimizar algunos de los aspectos de la impresión 3D que consumen más tiempo, como la eliminación de soportes y el acabado de superficies. PostProcess Technologies ofrece este tipo de soluciones para piezas de plástico y metálicas, con su nuevo sistema DECI Duo que realiza la eliminación de soportes y el acabado de superficies en la misma unidad.

“En este momento, hay muchos procesos que hacen uso intensivo del trabajo humano dentro de AM. La automatización puede ayudar de muchas maneras:podría ser tan simple como decidir dónde irán las piezas en la plataforma de construcción utilizando software de automatización o calcular el tiempo de construcción automáticamente. Incluso podríamos automatizar la simulación del acabado de la superficie que se creará en función de la orientación que utilice ”.

Profesor Ian Campbell (Universidad de Loughborough)

4. Avances en software de simulación y diseño

Junto con el hardware y los materiales, el software es el tercer elemento crucial en un proceso exitoso de fabricación aditiva. Desde el diseño hasta la supervisión del proceso y el posprocesamiento, el software de impresión 3D permite una mayor eficiencia, fiabilidad y calidad. Gracias a la innovación continua en este ámbito, la gama de software se ha ampliado significativamente este año.

El software de simulación, por ejemplo, está desempeñando un papel cada vez más importante en la impresión 3D, especialmente en la impresión 3D de metal. La adopción de la tecnología de impresión 3D de metal puede ser una curva de aprendizaje empinada para muchas empresas, y la simulación del proceso puede ayudar a minimizar las tasas de fallas y optimizar la producción, al tiempo que brinda a los ingenieros una mejor comprensión y control del proceso.

El diseño generativo es otra área que ha experimentado un desarrollo impresionante en el último año, con herramientas de diseño generativo que ayudan a resolver problemas complejos de ingeniería de diseño. En particular, el nuevo software de diseño generativo incluye cada vez más algoritmos basados ​​en IA para producir una amplia gama de alternativas de diseño mediante la definición de parámetros clave como el peso y la resistencia de una pieza, opciones de material, etc. La herramienta de diseño generativo Live Parts de Desktop Metal es un ejemplo de ello. , y los fabricantes de todos los sectores están experimentando con una combinación de diseño generativo y fabricación aditiva para crear nuevas e innovadoras soluciones de fabricación.

5. Enfoque renovado en la seguridad AM

La propiedad intelectual y la protección de datos continúan siendo un gran tema de conversación dentro de la comunidad de impresión 3D. El reciente aumento de soluciones para garantizar la seguridad de los diseños y los productos impresos en 3D no es, por tanto, sorprendente.

Desde la tecnología Blockchain hasta las plataformas de protección IP y los métodos de cifrado QR, 2018 ha visto un aumento en las soluciones de seguridad para la fabricación aditiva. La empresa danesa Create it REAL, por ejemplo, ha desarrollado una plataforma de cifrado de impresión 3D para impresoras 3D FDM, en un intento por abordar los problemas relacionados con los derechos de autor. A través de un chip de procesamiento, la plataforma permite a los usuarios imprimir archivos en 3D sin tener acceso al archivo 3D original, lo que evita que usuarios no autorizados modifiquen el archivo original.

6. Mayor colaboración e inversión

Finalmente, otra tendencia positiva que vemos ganando terreno es la colaboración continua entre fabricantes, usuarios finales e instituciones de investigación para avanzar en las áreas de hardware, software y materiales. Al combinar sus esfuerzos, las empresas pueden acelerar la adopción de la impresión 3D mediante el desarrollo de un sistema optimizado y más fácil de integrar.

Ampliar la experiencia de AM de esta manera también puede ayudar a cerrar la brecha existente de habilidades de AM. Mediante la colaboración en la industria y el mundo académico, se pueden desarrollar nuevos cursos de formación y programas universitarios para cerrar esta brecha.

Por otro lado, algunas de las empresas más grandes de la industria, como Siemens, BMW, Johnson &Johnson y Henkel, por nombrar algunas, han anunciado grandes inversiones en instalaciones de fabricación e investigación de AM este año. En abril, BMW reveló su inversión de 10 millones de euros en un nuevo campus de fabricación aditiva que se centrará en la construcción de prototipos, la producción en serie y componentes personalizados. Dichos anuncios señalan claramente el gran interés en aprovechar las tecnologías aditivas como un método de fabricación viable.

Tendencias que dan forma al futuro de la impresión 3D industrial

Con solo unos pocos meses para el final, 2018 parece haber sido otro buen año para la comunidad de fabricación aditiva. Se han realizado y se siguen realizando claras mejoras en hardware, software y materiales, y cada vez más empresas adoptan la tecnología AM para la producción de herramientas, repuestos y piezas finales.

Metal AM es, como era de esperar, una parte importante de esta tendencia; y los avances en software están ayudando a lograr procesos más confiables y consistentes. Además, los esfuerzos de colaboración en todas las industrias continúan respaldando gran parte del progreso en la impresión 3D para ayudar a cerrar la brecha de habilidades de AM y fomentar la innovación.

De cara al futuro, podemos esperar aún más oportunidades y avances en el próximo año , particularmente en el área de producción y automatización, lo que permitirá a la comunidad de fabricación global experimentar los verdaderos beneficios de la Industria 4.0.