Las 10 principales tendencias de impresión 3D que se esperan en 2020

La impresión 3D ha progresado considerablemente en 2019, con muchos hitos que dan forma a la industria durante todo el año. Con una gran cantidad de nuevos desarrollos, asociaciones y aplicaciones, la industria continúa creciendo y consolidándose.

A medida que avanzamos hacia un nuevo año y una nueva década, es natural preguntarse qué depara el futuro para la industria de la impresión 3D. En este artículo, nos sumergimos en las 10 tendencias clave de impresión 3D que se desarrollarán durante los próximos 12 meses.

1. El panorama de la impresión 3D se volverá aún más diverso

La industria de la impresión 3D está creciendo en diversidad, a medida que aumenta el número de jugadores que ingresan al mercado.

Una prueba de esta tendencia es la edición 2019 de Formnext, el evento que atrae a casi toda la industria. En 2019, fue, con mucho, el más grande de la historia:852 expositores, lo que representa un crecimiento del 35 por ciento con respecto al año anterior.

El creciente número de expositores es alentador, ya que significa que la industria está en una senda de crecimiento constante. Pero al mismo tiempo, este crecimiento está indicando el creciente número de empresas que ingresan al mercado como start-ups y spin-offs, con nuevas tecnologías o su propia versión de las existentes.

Algunos ejemplos de recién llegados con promesas tecnologías, incluyen la puesta en marcha de impresión 3D de silicona, Spectroplast; un desarrollador de la impresora 3D Laser Powder Bed Fusion de bajo costo, One Click Metal; y la escisión de Stratasys, Evolve Additive Solutions, que ha desarrollado una impresión 3D completamente nueva basada en el proceso electrofotográfico.

Además, el panorama de la industria de fabricación aditiva de AMFG (2019) ha identificado más de 80 fabricantes de impresoras 3D, la mayoría de los cuales aparecieron en los últimos 5 a 10 años.

En 2020 , esperamos que este número aumente considerablemente, lo que fomenta una competencia sana y empuja a las empresas a centrarse en la innovación y el desarrollo.

2. Una gama más amplia de materiales para aplicaciones específicas está en el horizonte

Según una encuesta reciente de Jabil, el costo y la disponibilidad del material son dos de los desafíos clave cuando se trata de adoptar la impresión 3D para la producción. Si bien es poco probable que los costos de materiales disminuyan sustancialmente en 2020, definitivamente veremos más materiales desarrollados con aplicaciones industriales en mente.

El gigante de la fabricación, Jabil, por ejemplo, abrió su Centro de Innovación de Materiales a principios de 2019 para hacer precisamente eso.

El Centro de Innovación de Materiales es una instalación integral para desarrollar, probar y fabricar polvos y filamentos poliméricos para impresión 3D. Su objetivo es poder tomar los requisitos de la aplicación, de Jabil o de clientes externos, y convertirlos en materiales que se puedan imprimir.

Todavía no hay suficientes opciones en materiales de impresión 3D de polímero en el mercado, en comparación con la gama de materiales para moldeo por inyección. Significa que los desarrollos, como el de Jabil, ayudarán a llenar los vacíos en los materiales, impulsando una nueva generación de aplicaciones de impresión 3D.

Además de un enfoque renovado en el desarrollo de materiales, el material de gran tamaño Las empresas se involucrarán aún más en la industria de la FA al expandirse a lo largo de la cadena de valor de la FA.

Hemos visto ejemplos de esto a lo largo de 2019, con los fabricantes de materiales adquiriendo proveedores de servicios de AM y creando nuevas unidades de negocios dedicadas a AM.

Gradualmente, varios productores de materiales, como BASF y GKN Additive, se están transformando en proveedores de soluciones. Esto los coloca bien posicionados para ganar un punto de apoyo más fuerte en el mercado, mientras impulsa la industrialización de AM.

3. Espere más opciones para materiales e impresoras 3D de polímeros de alta temperatura

En 2019, vimos un aumento en las impresoras 3D de polímeros de alta temperatura que ingresaron al mercado de compañías como Roboze, Zortrax y Essentium. Este aumento ha sido impulsado en gran medida por la creciente demanda de termoplásticos de alto rendimiento como PEEK.

Estos termoplásticos tienen muchas propiedades convincentes, como resistencia térmica y química, así como alta resistencia y durabilidad, lo que los convierte en buscado en muchas aplicaciones industriales. Pero debido a estas propiedades, su impresión puede resultar difícil.

Los fabricantes de impresoras 3D están superando este desafío al equipar sus impresoras con una cama caliente y una boquilla de alta temperatura.

Dicho esto, la cantidad de soluciones disponibles para imprimir polímeros de alto rendimiento sigue siendo pequeña. A medida que crece la demanda de plásticos de alto rendimiento, en 2020 se verán más lanzamientos de impresoras 3D de alta temperatura, lo que fomentará la adopción de la impresión 3D de polímeros en todas las industrias.

4. La impresión 3D compuesta entrará en una etapa de crecimiento

Los composites son materiales ligeros y resistentes, muy buscados en industrias como la aeroespacial, automotriz, de petróleo y gas y bienes industriales. Cuando se combina con la impresión 3D, la tecnología puede agilizar y reducir el costo de fabricación de compuestos, en comparación con los métodos de fabricación de compuestos tradicionales típicamente manuales.

Por eso creemos que la impresión 3D compuesta avanzará en una senda de fuerte crecimiento en el próximo año.

2019 sentó una buena base para este crecimiento. Por ejemplo, las empresas de impresión 3D compuesta, como Fortify e Impossible Objects, recaudaron millones de dólares en fondos. Luego, la compañía de tecnología, Arevo, anunció la aplicación exitosa de su tecnología de impresión 3D compuesta para fabricar cuadros de bicicleta.

Además, inicialmente la compañía de impresión 3D de metal, Desktop Metal, se mudó a un espacio compuesto con el lanzamiento de sus impresoras Fiber 3D.

Por último, ha habido muchas asociaciones entre empresas de hardware y materiales, destinadas a desarrollar compuestos para impresión 3D.

Combinadas, estas actividades apuntan a un potencial enorme, pero aún en gran parte sin explotar, de la impresión 3D de materiales compuestos. Veremos un esfuerzo aún mayor para impulsar la impresión 3D compuesta hacia adelante, lo que traerá mucha innovación en el espacio compuesto en 2020.

5. La evolución del software de impresión 3D se acelerará significativamente

Hasta hace poco, no se había centrado en el software de impresión 3D, en comparación con los segmentos de hardware y materiales. Con la impresión 3D, los diseñadores han tenido que lidiar con un proceso de preparación de diseño engorroso, donde muchas herramientas de diseño dispares crean un flujo de trabajo ineficiente y complejo.

Además, el software de simulación también debe evolucionar para permitir resultados de simulación más precisos. Finalmente, las herramientas para diseñar aditivos también deben volverse más intuitivas y fáciles de usar.

Anticipamos que 2020 será el año en el que veamos que muchos de los desafíos del software se resuelven. Las innovaciones de software, particularmente en el espacio del diseño, se enfocarán más, desbloqueando un proceso de diseño de impresión 3D más rápido y más fácil.

En última instancia, la creación de soluciones de software para satisfacer las necesidades de AM servirá como un habilitador clave para integrar la tecnología en un entorno de producción.

6. El software MES se volverá esencial para la escalabilidad

Muchas empresas ahora buscan establecer una línea de producción en serie AM. Sin embargo, al hacerlo, se enfrentan a muchos desafíos en el flujo de trabajo.

Por ejemplo, muchos operadores y técnicos de AM todavía tienen que administrar manualmente las órdenes de trabajo, verificar los estados de construcción y dedicar mucho tiempo a identificar las piezas después de que se imprimen. Esto da como resultado una gran cantidad de cuellos de botella operativos, que hacen que escalar y administrar de manera efectiva la producción de AM sea una tarea desafiante.

Vemos 2020 como el año en el que más empresas se darán cuenta de que lograr una producción escalable con impresión 3D es prácticamente imposible sin un sistema de gestión integral.

Esto creará una mayor necesidad de soluciones de gestión del flujo de trabajo, también conocidas como software Manufacturing Execution System (MES).

Desarrolladas teniendo en cuenta las necesidades de AM, las soluciones de software MES pueden ayudar a establecer un ecosistema, donde las diferentes etapas del flujo de trabajo de AM se unen para lograr una gestión de procesos de AM optimizada y digitalizada.

La integración del software MES en una instalación o departamento de impresión 3D es un paso crucial en el viaje de la impresión 3D, y su importancia aumentará rápidamente con la industrialización de la tecnología.

7. La automatización del posprocesamiento ocupará un lugar central

Ya en 2019, ha habido un fuerte enfoque en abordar los desafíos de la etapa de posprocesamiento de la impresión 3D, como los procesos manuales.

Al entrar en 2020, veremos un mayor impulso para automatizar el posprocesamiento operaciones, gracias a una serie de soluciones innovadoras que aparecen en el mercado.

El equipo de posprocesamiento, de compañías como AMT, DyeMansion y PostProcess Technologies, ya está ayudando a muchos usuarios de AM a automatizar la eliminación, limpieza y coloración del soporte para piezas impresas en 3D basadas en polímeros.

AMT, en particular, está trabajando para superar el desafío de la eliminación de polvo, típico de las tecnologías AM basadas en polvo como SLS.

Según el director ejecutivo de AMT, Joseph Crabtree, "actualmente no hay otra forma de hacerlo [despojar] que manualmente. Incluso las soluciones de volteo tradicionales todavía necesitan mucha intervención manual '.

La empresa está probando actualmente su solución de despojado, que permite a los usuarios desempacar automáticamente el lecho de polvo, quitar el polvo y retirar las piezas del lecho de polvo. Sistemas AM. Se promete que la máquina se lanzará este año, como parte de la solución de posprocesamiento de un extremo a otro de AMT.

En última instancia, agregar la automatización de posprocesamiento a una ecuación de impresión 3D permitirá a los fabricantes transformar Impresión 3D en un proceso continuo que funcionará mucho mejor en un entorno de producción de volumen.

8. La impresión 3D de gran volumen dará un paso más para convertirse en realidad

En la actualidad, la impresión 3D se suele considerar una tecnología adecuada para producciones de bajo a medio volumen. Si bien seguirá siendo así en 2020, también veremos más oportunidades para lograr un mayor volumen de producción con la impresión 3D.

Una de las tecnologías que impulsará esta tendencia es el chorro de aglomerante metálico. La tecnología tiene capacidades únicas para alcanzar altas velocidades de impresión y fabricar componentes de alta precisión, utilizando metales de moldeo por inyección de metal más baratos.

En 2019, la inyección de aglomerantes metálicos experimentó un cierto renacimiento, con un mayor enfoque en el desarrollo de máquinas con capacidad de producción. En 2020, veremos que estos desarrollos comenzarán a dar sus frutos.

En 2019, ExOne, por ejemplo, presentó la nueva impresora 3D de metal X1 160PRO ™ para producción de alto volumen, programada para finales de 2020 disponible comercialmente. En una línea similar, Desktop Metal lanzó su último Shop System, una versión de su sistema de producción para talleres mecánicos. El Shop System también estará disponible a finales de este año.

Un usuario de polvo de AM, GE tiene una máquina de inyección de ligante beta, adecuada para piezas de bajo costo de gran volumen. La máquina ya está funcionando en la fábrica del socio estratégico de GE, Cummins, un gran fabricante de productos de generación de energía.

Las soluciones de inyección de aglomerantes metálicos podrían abrir nuevas vías para el uso de la impresión 3D en industrias de alto rendimiento como la automotriz. Por eso, por ejemplo, Volkswagen se ha asociado con HP como uno de los primeros usuarios de su tecnología Metal Jet.

Dentro de la impresión 3D de polímeros, las aplicaciones de producción de alto volumen estarán aún más extendidas.

Ya en 2019, HP presentó un caso de solicitud para más de un millón de piezas, impresas en 3D por la empresa dental Smile Direct Club. Del mismo modo, las máquinas de 3D Systems han estado produciendo cientos de miles de piezas para Align Technology. Esperamos que surjan muchos más casos similares en otras industrias en 2020.

9. Los datos serán clave para aumentar la repetibilidad de la impresión 3D

La mayoría de las tecnologías AM requieren una configuración de construcción integral para garantizar que la pieza complete el proceso de impresión y pueda someterse a un posprocesamiento. Como saben la mayoría de los usuarios de AM, a veces es más fácil decirlo que hacerlo, ya que no es raro enfrentarse a variaciones e inconsistencias entre partes y de máquina a máquina.

Una forma de avanzar es recopilar la mayor cantidad de datos posible, lo que puede proporcionar información sobre el proceso de impresión 3D. En 2020, habrá un gran enfoque en hacer precisamente eso.

Algunos fabricantes de hardware ya permiten que los usuarios de AM recopilen datos mediante la instalación de sensores en los sistemas de impresión 3D para permitir la supervisión y el control durante el proceso.

Sensores y cámaras colocados dentro de una impresora 3D, luego devuelven los datos a un software especializado que mide y analiza múltiples aspectos de una compilación en tiempo real, lo que ayuda a documentar el proceso de compilación y garantizar que se cumplan los requisitos. .

Las soluciones de terceros también están comenzando a aparecer en el mercado. Recientemente, Additive Assurance ha lanzado la versión beta de su plataforma de control de calidad de impresión 3D de metal.

Básicamente, Additive Assurance ofrece un paquete de sensores para actualizar un sistema de metal en polvo con monitoreo y calidad en proceso. capacidades de aseguramiento. Si bien actualmente está en versión beta, la plataforma está configurada para un lanzamiento completo del producto a fines de 2020.

Dicho esto, el concepto de recopilar y actuar sobre datos de impresión 3D aún se encuentra en las primeras etapas, con solo unos pocos soluciones disponibles en el mercado. Sin embargo, anticipamos ver más ejemplos de integración de capacidades de control de procesos en hardware de impresión 3D durante todo el año.

Esto introducirá una mayor repetibilidad del proceso y, en última instancia, generará más confianza en la impresión 3D como tecnología lista para la producción.

10. La colaboración acelerará la AM para la producción

A medida que la industria de la impresión 3D continúa madurando, todavía hay muchos desafíos que deben superarse en el camino. Una de las formas más eficaces de hacerlo es mediante la colaboración.

La industria, los organismos gubernamentales y las instituciones de investigación deben trabajar en estrecha colaboración para permitir el desarrollo de AM hacia amplias aplicaciones en la industria.

La industria ha sido testigo de muchos esfuerzos de colaboración muy visibles a lo largo de 2019. Un ejemplo es el proyecto de Industrialización y Digitalización de la Fabricación Aditiva (IDAM) iniciado por 12 socios del proyecto, que consisten en pymes, grandes empresas e instituciones de investigación, y coordinado por BMW.

El proyecto de tres años buscará permitir la producción de AM de al menos 50.000 componentes por año en la producción de piezas comunes y más de 10.000 piezas individuales y de repuesto para la industria automotriz.

Esperamos que las colaboraciones se aceleren aún más en 2020. Más fabricantes de materiales, constructores de máquinas y usuarios tendrán que colaborar para crear cadenas de procesos estrechas y flujos de trabajo interoperables, con el fin de escalar y lograr una mayor eficiencia con Impresión 3d.

En última instancia, la creación de un ecosistema colaborativo hará que sea más fácil y rápido llevar la AM a una industrialización a mayor escala y aumentar la aceptación de la tecnología en el mercado.

Impresión 3D en 2020:enfoque en la industrialización a gran escala

En 2020, la impresión 3D continuará su camino hacia la industrialización, ya que los actores establecidos de la industria y los recién llegados continúan invirtiendo e impulsando la innovación con la tecnología. Los avances que llevaron a la impresión 3D a donde está hoy continuarán en 2020, lo que indica el poder de permanencia y el desarrollo sostenido de la tecnología.

Por supuesto, queda trabajo por hacer para demostrar la competitividad de la impresión 3D fuera de su grupo relativamente pequeño de usuarios y aplicaciones de nicho. El esfuerzo conjunto de la industria será una de las fuerzas impulsoras clave para lograr este objetivo.

De cara al año que tenemos por delante, la impresión 3D continuará su progreso constante, superando los desafíos existentes, presentando nuevas aplicaciones y ampliando su alcance a nuevos horizontes.

Leer más: Los expertos de 20 AM comparten sus predicciones para 2020.