El futuro de la AM

Perspectivas de la industria para 2023 (y más allá)

¿Qué sigue para la fabricación aditiva? ¿Qué tan rápido crecerá y qué nuevas aplicaciones son las más prometedoras? Los profesionales del desarrollo y la fabricación de productos en varios sectores están ansiosos por obtener información para anticipar cómo la tecnología y su aplicación continuarán desarrollándose a medida que consideran estrategias de adopción e inversión.

Si bien nadie conoce el futuro con 100% de certeza, simplemente extender las líneas de tendencia de crecimiento es un buen lugar para comenzar. Y una perspectiva aún más clara es posible en base a décadas de experiencia, información y datos, que Wohlers Associates incorpora en nuestro informe anual de la industria AM, que se publicó por primera vez en 1996.

Es importante tener en cuenta una serie de factores al anticipar el desarrollo futuro de la AM. Las consideraciones incluyen la salud de la economía global, los planes de adopción esperados por parte de los sectores industriales y desarrollos nuevos y potenciales de "cambio de juego" en máquinas, materiales, software y aplicaciones.

El gráfico anterior muestra el crecimiento histórico hasta 2022, derivado de los datos duros recibidos de cientos de empresas de todo el mundo, así como de nuestras propias previsiones. Con base en esta información, Wohlers Associates espera que la industria AM supere los $ 100 mil millones por primera vez en 2032, ¡eso es aproximadamente un aumento de seis veces con respecto a los niveles de 2022!

¿Qué hay detrás de los números? Los inversionistas y las organizaciones que adoptan AM también quieren saber qué está impulsando las proyecciones de fuerte crecimiento. Para empezar, se espera que AM se convierta en un método más común de producción de piezas de uso final, lo que ayudará a impulsar el crecimiento. Para que esto ocurra, los sistemas serán mucho más rápidos, lo que reducirá el costo de producción por pieza. El tiempo de construcción contribuye en gran medida al costo de las piezas, por lo que duplicar la velocidad de una máquina es casi como obtener dos piezas por el precio de una.

Si los fabricantes de sistemas pueden cumplir sus promesas, la industria AM podría beneficiarse de las soluciones innovadoras que ha estado buscando. Ciertamente cambia la ecuación al determinar si AM es adecuado para una aplicación de producción.

El uso de AM para productos personalizados, únicos y de edición limitada se está expandiendo. Estamos viendo una gama impresionante de piezas y productos hechos para calzado, anteojos, joyería y otros productos de consumo. Agregue a esto la amplia gama de plantillas, accesorios, guías, calibres y otros tipos de herramientas de fábrica personalizadas que innumerables empresas están produciendo de forma rutinaria.

Durante más de una década, se esperaba que la industria automotriz adoptara AM más ampliamente para aplicaciones de producción en serie. Pero los costos eran simplemente demasiado altos para los automóviles y camiones convencionales. Divergent Technologies Inc., con sede en California, está trabajando arduamente para cambiar esto. Ya está imprimiendo en 3D y enviando un chasis de aluminio de 30 kg a Aston Martin, y la empresa está trabajando en más de 20 plataformas automotrices adicionales.

El crecimiento adicional será impulsado por una variedad de sectores industriales, que incluyen aeroespacial, atención médica, militar y drones para una amplia gama de aplicaciones, junto con modelos comerciales innovadores y sostenibilidad. Las máquinas que producen piezas y estructuras grandes, en particular los sistemas de deposición de energía dirigida, están ganando terreno y es probable que contribuyan al crecimiento de toda la industria en los próximos años.

En 2022, por segundo año consecutivo, los polvos de polímeros superaron el segmento de los fotopolímeros. Históricamente, el segmento de los fotopolímeros ha sido el más grande, debido en parte a su popularidad para la creación de prototipos y otras aplicaciones. Se cree que la fusión de lecho de polvo es el proceso más popular para la producción de piezas de uso final, por lo que el crecimiento reciente de los polvos apunta a una fuerte adopción de AM para aplicaciones de producción.

En 2020, los fotopolímeros y los filamentos de polímero tenían la misma cuota de mercado. El metal ha estado disponible durante aproximadamente la mitad de los 35 años de historia de la industria y representó el 18,2 % de los ingresos totales por materiales en 2022. El segmento "Otros" incluye cerámicas, ceras y materiales para inyección de aglomerante y laminación de láminas.

Varios obstáculos han impactado y seguirán impactando el crecimiento de AM. El costo de las máquinas y los materiales industriales sigue siendo significativo porque ambos siguen siendo relativamente caros. Los materiales afectan especialmente los costos de fabricación a medida que aumentan los volúmenes de piezas. En cantidades bajas, el costo del material es mucho menos importante.

El posprocesamiento de las piezas y la mano de obra asociada a él pueden representar normalmente hasta el 30 % del coste total de una pieza AM. En algunos casos, especialmente con piezas de metal, puede representar incluso más. La automatización puede ayudar, pero los costos iniciales también pueden ser costosos, especialmente cuando los volúmenes de fabricación son bajos.

El diseño para AM (DfAM) es un gasto que los inexpertos a menudo pasan por alto, pero tal negligencia puede hacer que sea imposible construir un caso de negocios sólido a favor de AM. Un ejemplo de DfAM es la consolidación de varias piezas en una sola, eliminando así los procesos de fabricación, el inventario, el montaje, el mantenimiento y el papeleo de certificación. Los métodos de DfAM pueden mejorar el rendimiento del producto y reducir el material y el peso, a veces de manera significativa.

Cualquiera puede hacer una predicción, pero es mucho más impresionante y difícil hacerlo con precisión. Es posible que la impresión 3D de alimentos, medicina personalizada y productos electrónicos no se generalicen para 2032, pero tales aplicaciones podrían ganar terreno para entonces. Varias empresas se encuentran en las primeras etapas de la impresión de productos alimenticios, tanto a partir de plantas como de células vivas de animales. Un puñado de empresas está probando la impresión de medicamentos, pero solo una (Aprecia Pharmaceuticals) ha comercializado un producto. La impresión de tableros de circuitos eficientes puede estar más adelante, pero el uso de AM para fabricar sensores, antenas y otros dispositivos relacionados con la electrónica está actualmente en marcha.

Imagine un futuro de impresión de baterías y explosivos por parte de los militares, digitalización e impresión de grandes estructuras de aeronaves y cascos de construcción en 3D para una amplia gama de aplicaciones. Las posibilidades son casi infinitas.

La impresión de repuestos para el cuerpo humano puede ser el santo grial, al menos en un sentido metafórico. Si alguien pierde un dedo, se imprime uno nuevo utilizando células vivas del paciente. Si se daña un valor cardíaco, se imprime e implanta una versión específica del paciente. A medida que envejecemos, las partes del cuerpo se cambiarán por otras nuevas. Los órganos completos y las extremidades pueden estar más lejos en el futuro, pero la piel, los huesos, los dientes y los cartílagos están en el horizonte.

Algo de lo que imaginamos puede no suceder en nuestra vida o en absoluto. Los componentes básicos, sin embargo, están en su lugar para que ocurra la mayor parte. Es en gran medida una cuestión de ingenio, financiación, trabajo duro y determinación.

* Nota del editor:La información anterior fue extraída del Informe Wohlers 2023

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