Cómo la Manufactura Aditiva Está Revolucionando 8 Industrias Clave

La manufactura aditiva (MA), o impresión 3D, ha evolucionado rápidamente en años recientes. A medida que nuevas industrias han comenzado a adoptar la tecnología, están descubriendo las muchas formas en que su negocio está siendo impactado por ella. Las tecnologías de manufactura aditiva continúan evolucionando a un ritmo rápido, llevando a nuevas aplicaciones aditivas en desarrollo. Estos nuevos procesos, junto con una gama creciente 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 manufactura aditiva, numerosas industrias son capaces de reducir costos de desarrollo y manufactura mientras aumentan la producción, velocidad, innovación y tiempo de comercialización. También es posible producir nuevas estructuras y formas, todo mientras se reduce el desperdicio. Siga leyendo para aprender más sobre estas ocho industrias cosechando los beneficios de la manufactura aditiva y el futuro de esta tecnología.

Enlaces Rápidos:

• ¿Qué es la Manufactura Aditiva?
• ¿Cuál es el Tamaño del Mercado de Manufactura Aditiva en 2021?
• Principales Industrias Beneficiadas por la Manufactura Aditiva
• ¿Interesado en Aprender Más Sobre los Beneficios de la Manufactura Aditiva?

¿Qué es la Manufactura Aditiva?

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

Durante el proceso de manufactura aditiva, el objeto se diseña usando software CAD (Diseño Asistido por Computadora) o escaneando el objeto que se imprimirá. El software puede traducir el escaneo en un marco preciso para que la máquina de impresión 3D siga capa por capa.

¿Cuál es el Tamaño del Mercado de Manufactura Aditiva en 2021?

A medida que los avances en manufactura aditiva continúan haciendo este proceso más accesible que nunca, un número creciente de industrias están implementando impresión 3D en sus operaciones. Como está, las tecnologías de manufactura aditiva parecen ser una fuerza altamente disruptiva en toda la industria manufacturera global. El tamaño del mercado global de manufactura aditiva se proyecta en $30.6 mil millones para 2028. Otros informes estiman que el mercado crecerá a una alta tasa del 14.4% anual. Se espera que la manufactura obtenga casi el 33% de la cuota de mercado total para 2027.

La fuerza impulsora detrás de este crecimiento rápido es la capacidad de las tecnologías de manufactura aditiva para que las empresas pasen de aplicaciones de prototipado a producción en masa eficiente de piezas, componentes y accesorios. Con avances en tecnologías MA junto con la adopción creciente de aditivo en varias industrias, es probable que el mercado continúe expandiéndose.

Principales Industrias Beneficiadas por la Manufactura Aditiva

A medida que nuevas aplicaciones de manufactura aditiva continúan volviéndose disponibles, más industrias han adoptado tecnologías MA. Aquí hay algunas de las principales industrias que actualmente desarrollan y producen aplicaciones de manufactura aditiva que eran inalcanzables hace apenas unos años.

Aeroespacial

Siempre a la vanguardia, la industria aeroespacial fue un adoptante temprano de la manufactura aditiva. Las empresas aeroespaciales deben cumplir con algunos de los estándares más estrictos de la industria manufacturera, y las piezas y componentes deben hacerse de materiales de mayor rendimiento. Usando MA, los ingenieros pueden diseñar piezas complejas de alta resistencia mientras reducen el peso de componentes aeroespaciales imprimiendo geometrías más eficientes y eliminando cantidades significativas de material innecesario. Esto permite menor consumo de combustible, emisiones reducidas de CO2 y costos reducidos (además de mejores tarifas aéreas).

Automotriz

Al igual que la aeroespacial, la industria automotriz siempre busca innovar con diseños más nuevos; sus productos también están sujetos a altas velocidades y condiciones severas. MA les permite desarrollar piezas complejas de alta calidad que pueden soportar estas condiciones, ofreciendo mayor seguridad. El prototipado rápido también mejora la calidad del vehículo, permitiendo a los fabricantes de automóviles probar cosas como resistencia al agua y altas temperaturas. Además, la impresión 3D permite consolidación de piezas, reduciendo inventario y permitiendo reparación o mantenimiento con una sola pieza. Y, como en aeroespacial, las tecnologías MA permiten imprimir estructuras de celosía para que las piezas del auto sean lo más ligeras y aerodinámicas posible.

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

Productos de Consumo

Para equipos de marketing llevando un producto de concepto a finalización, a menudo la mayor cantidad de tiempo se gasta en diseño. Para asegurar que el producto sea perfecto, se gasta mucho tiempo creando prototipos para probar conceptos a partes interesadas y finalmente entregar un producto que agrade al consumidor.

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

Energía

Cortes de energía eléctrica, picos y sobretensiones se estiman en costar más de $150 mil millones en daños anuales a la economía de EE. UU. debido a tiempo de inactividad laboral y pérdida de productividad y datos. Usando manufactura aditiva, el sector energético puede crear componentes ligeros, eficientes y ambientalmente amigables que también pueden soportar condiciones extremas. Además, la tecnología MA puede permitir el desarrollo de materiales metálicos resistentes a la corrosión para piezas personalizadas que pueden necesitar experimentar ambientes submarinos u otros entornos hostiles.

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

Infraestructura

Imagine caminar sobre un puente hecho enteramente de impresión 3D. Pronto, esto puede convertirse en realidad. De hecho, ya lo es en los Países Bajos, donde el primer puente peatonal impreso en 3D del mundo se reveló en 2018. La estructura fue creada por robótica aditiva colocando acero fundido capa por capa y mide casi 40 pies de ancho.

La manufactura aditiva en el mercado de construcción se está expandiendo, trayendo una nueva era para la industria. Según un estudio de Transparency Market Research, la impresión 3D en el sector de infraestructura se predice que se expandirá a una CAGR del 33% para 2027. Dado que los materiales impresos pueden aplicarse precisamente capa por capa al construir infraestructura o construir edificios, MA 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 precisamente, reduciendo la probabilidad de accidentes de infraestructura por errores de construcción y mal diseño. Si bien la impresión 3D no se emplea en la construcción diaria de puentes, hay mucho potencial futuro a medida que la industria se expande. Y, con un informe reciente que encuentra que más de un tercio de todos los puentes de EE. UU. necesitan reparaciones mayores o deben ser reemplazados, puede haber una expansión rápida de la industria en el futuro próximo.

Médica y Farmacéutica

La manufactura aditiva ha revolucionado la industria médica, convirtiendo lo que una vez fue ciencia ficción en una nueva realidad. La tecnología está entregando avances a médicos, pacientes e instituciones de investigación. Desde prótesis duraderas y modelos anatómicos fieles a la vida hasta componentes de grado quirúrgico, la increíble variedad de objetos que ya se han impreso exitosamente en el campo médico da una visión del potencial que esta tecnología tiene para la atención médica en el futuro próximo.

Por ejemplo, la manufactura aditiva permite aparatos dentales impresos en 3D y dispositivos hechos a medida, como dentaduras, coronas e incluso Invisalign™, construidos de una variedad de sustratos e impresos personalizados para cada individuo. Actualmente, el mercado de impresión 3D para odontología digital está valorado en $2.5 mil millones y se espera que siga creciendo. Además, la manufactura aditiva permite dispositivos como audífonos que pueden producirse en masa para un mejor ajuste asegurando el más alto nivel de comodidad para el usuario.

Uno de los últimos proyectos en curso es el uso de tecnología aditiva por investigadores para imprimir células madre embrionarias humanas. Al hacerlo, estas células madre pueden usarse para crear tejido para probar fármacos u órganos de reemplazo, imprimir piel que podría reemplazar piel quemada o dañada, e imprimir células cancerosas para estudiarlas y probar nuevos fármacos en ellas. El cirujano Anthony Atala, Director del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, ha estado trabajando en imprimir órganos, creyendo que imprimir un órgano pronto podría reemplazar el trasplante de un órgano.

Productos Comestibles

La manufactura aditiva tiene el potencial de sacudir la industria alimentaria. Si bien la manufactura aditiva es menos un cambio de juego en la industria alimentaria actualmente, la impresión aditiva comestible tiene una gran oportunidad. Hasta ahora, chocolates e incluso pizza son capaces de ser impresos en 3D.

La inyección de aglutinante es uno de los métodos más comunes de producción de alimentos impresos en 3D. Al reemplazar los polvos metálicos y polímeros 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 productores de dulces y golosinas ya que la impresión 3D permite logotipos y fotos dibujados con precisión.

También están las posibilidades de que la manufactura aditiva en alimentos comestibles pueda llevar a la creación de formulaciones únicas de alimentos para necesidades dietéticas, distribución simplificada a ubicaciones de difícil acceso y suplementos médicos/nutricionales personalizados.

Deportes

El mundo de la manufactura de deportes y juegos está siendo impactado por la impresión 3D en la creación de moda, equipo y accesorios. La industria de artículos deportivos genera unos $45 mil millones anuales solo en EE. UU., y la manufactura aditiva ofrece numerosas ventajas. Dado que la impresión 3D permite personalización y customización, los fabricantes de artículos deportivos ahora están desarrollando equipo personalizado para atletas adaptado a sus medidas exactas. El equipo deportivo también ahora puede fabricarse para ser más ligero pero igual de fuerte, si no más.

La manufactura aditiva también brinda oportunidades para mejor equipo de seguridad debido a materiales más fuertes y diseños geométricos intrincados. Los fabricantes de cascos de fútbol siempre buscan formas de mejorar diseños de cascos para prevenir traumatismos craneales. 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 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.

Empresas de calzado, desde Adidas hasta Nike, están utilizando manufactura aditiva para crear zapatos de ajuste personalizado que permiten mejor agarre y ajuste, y tanto mejores plantillas como exteriores. Si bien un zapato completamente impreso en 3D no está actualmente en el mercado, la impresión 3D está involucrada en la fabricación de muchos zapatos atléticos hoy y probablemente continuará creciendo en esta industria.

¿Interesado en Aprender Más Sobre los Beneficios de la Manufactura Aditiva?

La manufactura aditiva es un cambio de juego para fabricantes de todos los tamaños. Puede permitirles crear productos más rápido y barato, pero con menos desperdicio de producción y mejor precisión. Cuando mira el panorama general, MA también está cambiando las vidas de los estadounidenses cotidianos, desde avances médicos hasta transporte y carreteras más seguras.

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