Da prototipagem à produção: como a impressão 3D está evoluindo Imprimir grandes volumes de peças para produção está se tornando uma solução cada vez mais viável.

Enquanto o uso de Impressão 3D para prototipagem rápida vem se desenvolvendo desde o final dos anos 80 e agora é extremamente comum, a indústria também tem continuado sua transição para aplicações de produção, incluindo produção em baixo volume, personalização em massa e produção em série. "Estamos vendo cada vez mais pedidos em grandes quantidades e pedidos repetidos", afirma Robin Brockötter, da Protolabs. "Definitivamente, há uma tendência para a produção em larga escala." Isso é influenciado por muitos e diversos fatores, incluindo a preferência por uma produção mais local em meio a interrupções na cadeia de suprimentos global (9% dos entrevistados em nossa pesquisa disseram que a baixa suscetibilidade a problemas na cadeia de suprimentos é o principal motivo pelo qual optaram pela impressão 3D em vez de outros métodos de fabricação) e preocupações com a sustentabilidade.

Em 2023, 21% dos entrevistados da nossa pesquisa usaram a impressão 3D para peças de uso final — um aumento em relação aos 20% de 2022 — e 4% a usaram para peças estéticas. Quando se trata de substituição fabricação de moldagem por injeção Com os processos de impressão 3D, tudo se resume ao volume de pedidos: para produção em baixo volume, a impressão 3D costuma ser a solução mais econômica, enquanto em volumes maiores, a moldagem por injeção se torna mais econômica. No entanto, o ponto em que isso acontece — o "ponto ideal" do volume máximo viável de pedidos de impressão 3D — está mudando. "A impressão 3D agora pode começar a produzir cada vez mais peças antes que a moldagem por injeção se torne mais barata", diz Brockötter. Os resultados da nossa pesquisa de 2024 corroboram isso. Em nossa pesquisa de 2023, as dúvidas em torno da impressão 3D como uma opção para "volume e escala de produção" levaram 47% dos entrevistados a optar por diferentes tecnologias de fabricação, mas este ano esse número caiu para 45%, mostrando maior confiança na expansão com a impressão 3D. E ao longo dos anos, nossas pesquisas também mostram um crescimento constante nos volumes de produção: os entrevistados que disseram que imprimiram mais de 10 peças aumentaram de 36% em 2020 para 49% em 2021 e para 76% em 2022. Embora esse número tenha permanecido o mesmo em 2023, marcando uma estabilização, a porcentagem de entrevistados que disseram que imprimiram mais de 1.000 peças aumentou de 4,7% em 2022 para 6,2% em 2023.

Além do processo de impressão em si, existem muitos outros aspectos que influenciam a escalabilidade do uso de tecnologias de impressão 3D para produção, desde software, design e materiais até tarefas de pós-processamento e finalização, como limpeza, acabamento secundário, remoção de manchas, alívio de tensões e inspeções. À medida que o ecossistema de impressão 3D continua a amadurecer, um sistema de suporte de empresas que fornecem muitos desses serviços está surgindo em torno das empresas de impressão 3D, simplificando os processos de produção. Isso, por sua vez, incentivará a adoção desses processos. Além disso, a crescente familiaridade com o DFAM — o espaço de design aditivo — significa que engenheiros e designers se tornarão mais proficientes em lidar com as limitações e oportunidades de design e aproveitar novos materiais.

E muitos obstáculos estão se tornando menos problemáticos devido a novos desenvolvimentos e tecnologias. Um exemplo é o pós-processamento, que atualmente pode representar um gargalo. 27% dos entrevistados na pesquisa de 2024 citaram “requisitos de pós-processamento e acabamento” como um motivo para escolher outros métodos de fabricação em vez da impressão 3D, e 40% listaram “qualidade e consistência do produto final”. No entanto, como o alisamento a vapor está se tornando predominante em toda a indústria e os acabamentos de superfície estão sendo radicalmente aprimorados, o pós-processamento está se tornando um obstáculo menor para a impressão 3D em nível de produção. “As máquinas de alisamento a vapor evoluíram muito nos últimos anos”, diz Grant Fisher, gerente da cadeia de suprimentos da Protolabs, “especificamente para o alisamento a vapor de Nylon 12” — o material mais comum para peças MJF e SLS. “Continuamos a ver um grande crescimento em MJF e SLS, e o alisamento a vapor é uma ótima opção para peças estéticas e de uso final.”

Outro exemplo é a automação do processo de fabricação. Por exemplo, sistemas com suporte de visão computacional para ajudar a classificar produtos acabados Peças impressas em 3D pode representar economia significativa de mão de obra e eficiência de custos, aumentando ainda mais os números a favor da impressão 3D.

A padronização é uma questão fundamental que persiste, especialmente em setores como o aeroespacial, o automotivo e a indústria médica. “Trabalhamos muito com a indústria aeroespacial, especialmente em impressão em metal", diz Eric Utley, da Protolabs, "e o grande obstáculo que todos estão enfrentando é a padronização. Desenvolver essa validação e padronização — eu pessoalmente acho que levará alguns anos para desfazer isso." Mas a vontade existe e as engrenagens estão se movendo. "É um grande ponto de discussão na indústria em geral", diz Utley.

O setores médico e aeroespacial são aqueles em que a impressão 3D para produção continuará a desempenhar o papel mais importante, afirma Alex Huckstepp. “Esses são os setores que estão dispostos a investir muito em designs e componentes personalizados complexos, de alto desempenho e alta qualidade. E sempre se pensou que a impressão 3D na produção poderia fazer sentido. O verdadeiro crescimento da produção ainda vem desses dois setores. O boom da corrida espacial que estamos vendo definitivamente tem sido um impulso para a impressão 3D.”

Há outro ponto frequentemente ignorado ao discutir a impressão 3D em nível de produção, às vezes em detrimento do seu incrível potencial: ela não deve necessariamente ser abordada como uma substituição para as tecnologias existentes. "Acho que muitas pessoas têm em mente que a impressão 3D é uma concorrente da moldagem por injeção — sim, não é", diz Adam Hecht, da DIVE. "É uma maneira totalmente nova de fazer as coisas. Eles simplesmente não competem. Há alguma sobreposição, sim, mas, no final das contas, suas carreiras se separam. A impressão 3D é uma ferramenta totalmente nova. Ela está nos permitindo resolver problemas e, em última análise, fabricar produtos que antes não existiam. Todas as aplicações e produtos especializados de baixo volume, onde antes era preciso dizer às pessoas: desculpe, não podemos fabricar isso — agora podemos fabricá-los. É completamente diferente."

E uma coisa que vai permitir e acelerar isso são os materiais especializados que estão surgindo cada vez mais no mercado de impressão 3D.