Impresión 3D en 2018:7 tendencias que dieron forma a la industria

2018 ha sido un año de crecimiento y madurez para la industria de fabricación aditiva.

El bombo publicitario de la impresión 3D de años anteriores, en el que se predijo que la impresión 3D para el consumidor conduciría a las impresoras 3D en todos los hogares, dio paso a una ola de desilusión cuando resultó no ser el caso.

Desde entonces, hemos visto cómo la industria se aleja de este bombo y pasa a centrarse en el valor de la fabricación aditiva como solución industrial.

Si bien sigue siendo un porcentaje relativamente pequeño de la industria de fabricación de $ 12 billones, la fabricación aditiva ha pasado a un primer plano verificable como una tecnología que puede permitir la transformación digital en todas las industrias.

En este artículo, echamos un vistazo a 7 tendencias clave que ayudaron a dar forma a la industria de fabricación aditiva en 2018.

La fabricación aditiva n. ° 1 continúa madurando

AM es una solución industrial

Los avances que ha hecho la fabricación aditiva en el ámbito de las aplicaciones industriales indican una madurez creciente dentro de la industria.

Fundamentalmente, estos desarrollos, en su mayor parte, no han sido visibles de inmediato ni están diseñados para reemplazar la fabricación tradicional. Más bien, reflejan un progreso gradual e incremental, a medida que se descubren los matices de la tecnología.

Esta transición se destacó especialmente en la feria comercial Formnext en noviembre, el evento de fabricación avanzada más grande de la industria. Desde sus inicios, Formnext ha sido un indicador clave de las tendencias más amplias de la industria.

AM para producción fue un tema clave de conversación en la feria comercial de este año, con fabricantes que demostraron aplicaciones industriales de sus sistemas, materiales y software. Pero, como muchos han señalado, la forma en que pensamos sobre los aditivos ha cambiado. Formnext demostró que cada vez se trata menos de la "revolución" de la impresión 3D y más de las aplicaciones que pueden beneficiarse de la tecnología.

Además, la variedad de presentaciones industriales, junto con el hecho de que Formnext continúa creciendo cada año (2018 vio un aumento del 25% en visitantes en comparación con 2017), ilustra aún más cómo la fabricación aditiva se ha convertido en una clave parte del panorama de la fabricación.

La necesidad de estandarización

El creciente enfoque en la estandarización este año es otra señal de la creciente madurez de la industria.

La necesidad de cerrar la brecha en lo que respecta a la estandarización de procesos, sistemas, e incluso terminología, ha pasado a un primer plano cada vez más, en línea con el creciente enfoque en la fabricación aditiva para la producción.

Como cofundador de Nano Dimension, Simon Fried señala:

“Para madurar adecuadamente como industria, es necesario tener estándares a los que todos se suscriban. Necesita tener procesos, como formas de rastrear productos y garantizar la protección IP de los archivos. Entonces [en el futuro] será menos ostentoso y glamoroso y más detalles prácticos sobre cómo implementar estas tecnologías de manera efectiva ".

En 2018 se han logrado algunos hitos clave en esta área, que incluyen:

• La publicación de la segunda versión de la Hoja de ruta de estandarización para la fabricación aditiva en junio;
• El lanzamiento del Centro de excelencia de fabricación aditiva en julio, con el objetivo de identificar las brechas clave de estandarización;
• Y este noviembre, expertos de instituciones de investigación, organizaciones de desarrollo de estándares y funcionarios gubernamentales se reunieron en Formnext para realizar el primer Foro de Estándares AM transatlántico.

En comparación con la fabricación tradicional, que ha tenido siglos para desarrollar procesos y métodos estandarizados para la producción, la fabricación aditiva aún se encuentra en las primeras etapas de este viaje. Pero los signos de madurez que ha mostrado la industria este año indican un progreso constante, aunque gradual, hacia la producción.

# 2 Mayor colaboración

Este año ha destacado la importancia de las asociaciones y la colaboración para promover el avance de la fabricación aditiva.

El establecimiento de empresas conjuntas y comités y la creación de consorcios y asociaciones estratégicas han sido indicativos de que las partes interesadas combinan sus esfuerzos para impulsar la industrialización de la fabricación aditiva.

Ultimaker, por ejemplo, se ha asociado con fabricantes de productos químicos a nivel mundial para ampliar su cartera de materiales. "Lo que la mayoría de las personas obtienen de una impresora 3D, especialmente si van a comenzar a usarlas para la producción, es que su prototipo esté lo más cerca posible de la parte final real", explica John Kawola, presidente de Ultimaker en Norteamérica, en un reciente entrevista con AMFG.

"Entonces, si los materiales pueden coincidir y ser del mismo tipo de química o resinas, no solo hay un factor de bienestar, sino también un valor de ingeniería, certificación y clasificación".

De manera similar, HP, que lanzó su Metal Jet System este año, se ha asociado con fabricantes líderes (como GKN y Parmatech) para ofrecer a los clientes sus servicios de impresión 3D de metal. "Si bien [HP] puede ser la mejor empresa de impresión del mundo, decidimos asociarnos con aquellos que tienen experiencia en la producción de piezas metálicas para la industria", dice Tim Weber, director global de HP Metal Jet.

Asociaciones también son importantes para los OEM. Dentro del sector aeroespacial, por ejemplo, Etihad Airways Engineering (proveedor de servicios MRO) anunció su asociación con EOS a principios de este año. La asociación se centra en la producción de piezas de aeronaves impresas en 3D y tiene como objetivo calificar el proceso de producción y los materiales para cumplir con los estándares de la aviación.

La asociación y otros son solo otro ejemplo de OEM y fabricantes de sistemas que colaboran para promover acelerar los desarrollos dentro de verticales específicas.

Pero no solo se han firmado acuerdos comerciales.

A nivel gubernamental, existe un reconocimiento cada vez mayor de la importancia de la AM dentro de la fabricación.

Justo este mes, CECIMO, la Asociación Europea que representa a las Industrias de Máquinas-Herramienta, creó un comité de fabricación aditiva para proporcionar a las empresas de AM una plataforma para discutir la política de la UE que afecta a la industria.

Con la experiencia de más de 350 organizaciones, el comité se enfoca en temas relacionados con el desarrollo de la fuerza laboral, el marco regulatorio y las estadísticas relacionadas con AM. Estos son temas importantes que se deben abordar si se quiere que AM continúe en su trayectoria de crecimiento industrial.

# 3 Otro año exitoso para la impresión 3D en metal

La impresión 3D de metal ha sido objeto de mucha atención en los últimos años, y 2018 no ha sido una excepción.

A principios de año, la Technology Review anual del MIT incluyó la impresión 3D de metal como una de las 10 tecnologías más innovadoras de 2018, y señaló que la tecnología “se está volviendo lo suficientemente barata y fácil como para ser potencialmente práctica forma de fabricación de piezas ”.

Pero, ¿dónde ha crecido la impresión 3D en metal?

Crecimiento en tecnologías de metales
Para DMLS, ha habido un aumento en las aplicaciones del 8% en 2017 al 21% en 2018, según el informe anual State of 3D Printing de Sculpteo.

Las tecnologías de fusión en lecho de polvo han ganado fuerza, ofreciendo una solución eficaz para aplicaciones de alto nivel y bajo volumen en las industrias aeroespacial y médica.

2018 también vio a Metal Binder Jetting dar un paso al frente, apuntando a una gama más amplia de casos de uso en bienes automotrices e industriales. La naturaleza escalable y la velocidad del proceso de inyección de aglomerante metálico lo hacen atractivo para aquellos que buscan integrar la impresión 3D en los flujos de trabajo de fabricación existentes.

Nuevos jugadores

Quizás atraídos por el potencial de la impresión 3D, varios nuevos jugadores también ingresaron al mercado este año. Quizás el mayor ejemplo sea HP, que lanzó su nuevo sistema Metal Jet en septiembre. El sistema, que se basa en la tecnología Binder Jetting de HP, se desarrolló con un enfoque en la producción en masa desde el principio.

Metal AM ha recorrido un largo camino ... pero aún queda mucho por hacer
Es cierto que los fabricantes aún deben resolver desafíos clave en lo que respecta a la impresión 3D de metal. Estos incluyen los problemas de la velocidad de impresión, la calidad de las piezas y la repetibilidad del proceso. Digital Alloys, que cerró su Financiamiento Serie B en el verano de 2018, ha desarrollado su impresión 3D de metal Joule para resolver estos problemas. La compañía recibió sus dos primeras patentes para esta tecnología este año.

Hablando con AMFG, el director ejecutivo de Digital Alloys, Duncan McCallum, explica:“Simplemente no hay muchas buenas opciones en la actualidad si desea utilizar la impresión 3D [de metal] para la producción. Esto se debe a que los sistemas son demasiado lentos, los costos de producción son demasiado altos y los procesos son demasiado complejos. Esto dificulta la obtención constante de piezas metálicas de alta calidad ”.

Dicho esto, la gama de nuevas tecnologías y sistemas metálicos presentados durante 2018 es una indicación positiva del nivel de actividad e investigación que se está llevando a cabo para promover el desarrollo de la impresión 3D en metal.

# 4 Crecimiento continuo de materiales

2018 fue un año importante para la innovación y el crecimiento de materiales. A medida que la impresión 3D cambia para abarcar la producción, la industria se ha visto impulsada a proporcionar una mayor variedad de materiales de ingeniería y de alto rendimiento, además de materiales de creación de prototipos de mayor calidad.

En 2018, los plásticos y los polímeros continuaron representando la mayor parte del mercado de materiales de impresión 3D. Esta proporción creció a casi $ 5.5 mil millones en 2018 en comparación con $ 1 mil millones en 2017, según un informe de SmarTech.

Es posible que esto no sea una gran sorpresa si se tiene en cuenta que en 2018 varias grandes empresas químicas entraron en la industria, así como actores existentes que revelaron soluciones de materiales más amplias.

Por ejemplo, Mitsubishi Chemical hizo su incursión en el mercado de materiales de impresión 3D de polímeros a principios de este año después de adquirir Dutch Filaments, un fabricante y proveedor de filamentos de impresión 3D de polímeros.

El La expansión del gigante químico hacia la impresión 3D es también otro ejemplo de empresas globales que reconocen las importantes oportunidades comerciales que se encuentran dentro de la industria.

Por el lado de los metales, se informa que los ingresos por polvo metálico alcanzaron los $ 300 millones en 2018.

Curiosamente, el aumento de la inyección de aglutinante metálico en 2018 permitió a las empresas reducir el costo. de materiales metálicos mediante el uso de polvos de moldeo por inyección de metal (MIM) comparativamente más baratos. Estos polvos también podrían abrir la puerta a una gama mucho más amplia de materiales ya bien estudiados.

En lo que respecta a los materiales, 2018 ha visto un enfoque renovado en la diversificación de la gama de materiales imprimibles en 3D, con empresas nuevas y establecidas que invierten recursos para llevar nuevos materiales al mercado. En el futuro, esto ayudará a facilitar una gama aún mayor de aplicaciones de impresión 3D, además de reducir los costos de material.

Software n.º 5:la clave del éxito

Como uno de los tres pilares de la fabricación aditiva, el software es uno de los elementos cruciales para acelerar el crecimiento de la fabricación aditiva.

Si bien generalmente se pasa por alto en comparación con los desarrollos de hardware y materiales, los últimos 12 meses han experimentado un aumento significativo en las iniciativas de actividad, inversión y desarrollo de software.

Crecimiento en software de simulación
Se lograron hitos clave en software en el área de soluciones de garantía de calidad habilitadas por software, como software de simulación de procesos y monitoreo in situ.

El software de simulación ha ido ganando terreno durante todo el año , con grandes nombres como Siemens y Materialise lanzando soluciones de simulación de software nuevas o ampliando las existentes.

El crecimiento del software de simulación se puede atribuir generalmente al hecho de que la impresión 3D, particularmente con metales, se ha estado moviendo hacia el ámbito de la producción. Esto requiere una mayor repetibilidad y consistencia del proceso.

Mediante el uso de software de simulación, los diseñadores e ingenieros pueden obtener información valiosa sobre el proceso de impresión para poder reducir o eliminar posibles fallas antes de que ocurran.

La necesidad de automatización del flujo de trabajo
Otro elemento que ha tenido un reconocimiento cada vez mayor es la necesidad de software de flujo de trabajo para automatizar, administrar y crear un proceso de fabricación aditiva escalable. AMFG anunció varias asociaciones con empresas que eligen adoptar software de flujo de trabajo para digitalizar y optimizar los procesos manuales.

En el lado de la seguridad, han surgido jugadores clave como LEO Lane a medida que la necesidad de soluciones de seguridad y protección IP se vuelve más aguda .

N.º 6 Un nuevo enfoque en el posprocesamiento

Otro elemento históricamente pasado por alto del proceso de fabricación aditiva ha sido la etapa de posprocesamiento. Una parte laboriosa y que requiere mucho tiempo del proceso de AM, el posprocesamiento ha tendido a pasar desapercibido.

El auge de las soluciones automatizadas de posprocesamiento
Por lo tanto, no es sorprendente que se haya identificado el posprocesamiento como una etapa que más necesita desarrollo para permitir la producción en masa.

Sin embargo, en 2018 se han dado varios pasos para cambiar esto, con la desarrollo de soluciones de posprocesamiento altamente automatizadas.

En cuanto al hardware, algunas de las interesantes innovaciones provienen de PostProcess Technologies. La empresa con sede en EE. UU. Ofrece soluciones de posprocesamiento que automatizan los pasos de eliminación de soportes y acabado de superficies para piezas de plástico y metal.

"A medida que cada uno de nuestros clientes amplía sus operaciones de AM, ven cada vez más un cuello de botella en lo que llamamos el tercer paso del proceso aditivo:posimpresión. Con nuestras soluciones, pueden automatizar ese proceso y eliminar ese cuello de botella. ”Director ejecutivo de PostProcess Technologies, Jeff Mize

Curiosamente, Post Process ha anunciado su asociación con el fabricante alemán Rosler para llevar sus soluciones al mercado europeo.

Gestionar el posprocesamiento digitalmente
En el lado del software, la gestión de las operaciones de posprocesamiento también está ganando atención, debido al surgimiento de soluciones avanzadas de gestión de posproducción.

Estas soluciones permiten a los usuarios de AM conectar la planificación de posproducción al resto de sus flujos de trabajo de AM para crear una operación de producción escalable y sin problemas.

N. ° 7 Una tecnología para fábricas inteligentes

Finalmente, 2018 estableció que la impresión 3D jugará un papel integral en la creación de fábricas digitales inteligentes en el futuro.

Las fábricas inteligentes dependen de la conectividad, la digitalización y las tecnologías avanzadas para permitir una fabricación más flexible y ágil.

Como tecnología digital sin herramientas, la fabricación aditiva encaja perfectamente en esta visión. 2018 insinuó varios ejemplos de cómo las empresas pueden lograr la visión de una fábrica inteligente con impresión 3D.

Por ejemplo, Ford Motor Company compartió recientemente cómo está usando la impresión 3D junto con robots colaborativos y aplicaciones de realidad virtual en su nuevo Centro de Manufactura Avanzada de $ 45 millones en Michigan.

Con 23 3D impresoras en la fábrica, Ford puede trabajar con numerosos tipos de procesos y materiales, como arena, nailon y compuestos de fibra de carbono. Estos se utilizarán para producir directamente todo, desde piezas de frenos hasta componentes del interior del automóvil y herramientas de ensamblaje, una flexibilidad que pocas tecnologías de fabricación pueden proporcionar.

Otro ejemplo proviene de BigRep, un fabricante alemán de impresoras 3D, que ha dio a conocer planes para optimizar sus impresoras 3D para su uso en fábricas inteligentes.

Para ello, la empresa se ha asociado con la empresa de ingeniería Bosch Rexroth, que compartirá su experiencia en soluciones de fábricas inteligentes.

A través de esta asociación, las impresoras 3D de BigRep estarán equipadas con Convertidores y sistemas de control CNC de última generación de Bosch Rexroth, que permiten una conectividad total y capacidades de procesamiento de datos.

Impresión 3D industrial en 2018:una historia de automatización y escalabilidad

Con solo un par de semanas para 2019, es seguro decir que 2018 ha sido un año emocionante para la industria de fabricación aditiva.

Desde el papel cada vez más importante del software hasta el creciente enfoque en el posprocesamiento, la industria de AM ha ido creciendo como una tecnología de fabricación digital, viable no solo para la creación de prototipos sino cada vez más para la producción.

La industria no solo se ha alejado más de la exageración de años anteriores, sino que también ha demostrado su creciente madurez junto con la fabricación tradicional.

Con desarrollos en todo el alcance de hardware, materiales y software, en 2019 la industria se basará en estos avances para impulsar aún más el uso industrial de las tecnologías de impresión 3D.