¿Cuál es el futuro de la impresión 3D? ¿Es la impresión 3D la próxima gran novedad?
Si te gusta la impresión 3D y te preguntas si todavía vale la pena dentro de cinco o diez años, ¡estás en la página correcta! La impresión 3D tiene un futuro brillante por delante y les garantizo que hay muchas cosas que esperar de ella, especialmente en las áreas de medicina, fabricación y construcción.
Continúe leyendo para ver el futuro de la industria de la impresión 3D. La fabricación tradicional mejora con el tiempo a medida que evolucionan las tecnologías de impresión 3D. En la siguiente sección, le daré una descripción general de los diferentes casos de prueba en la tecnología de impresión 3D y cómo se utiliza la impresión 3D en la fabricación, la medicina y la construcción.
¿Es la impresión 3D el futuro de la fabricación?
¿Existe demanda de impresión 3D? A menudo escucho esta pregunta de personas que están dudando acerca de ir con toda su fuerza con la impresión 3D, pero me complace decirles que sí, hay un futuro con la impresión 3D porque la industria de fabricación aditiva está creciendo.
La tecnología de impresión 3D permite a las empresas diseñar y producir nuevos productos personalizados para satisfacer la creciente demanda de personalización. Los consumidores prefieren productos que sean perfectos para su tamaño, sabor y forma. Quieren que todo se trate de ellos, por eso las impresoras 3D están experimentando un aumento en las ventas.
En 2022, la industria de fabricación aditiva solo tenía un tamaño de mercado de € 8 mil millones. Sin embargo, Interesting Engineering predice que para 2026, se expandirá a € 51 mil millones de euros, ya que tiene una tasa de crecimiento anual de aproximadamente 24-26%.
A Vyomesh Joshi, presidente y director ejecutivo de 3D Systems, le pareció asombroso cómo la impresión 3D contribuye al proceso de fabricación actual. Solía ser un habilitador de prototipos, pero con el tiempo, ha encontrado su lugar en los entornos de producción. Hoy en día, millones de piezas se imprimen en 3D. Entonces, para aquellos que se preguntan si es el futuro de la fabricación, ¡probablemente lo sea!
“En fábricas de todo el mundo se utilizan clips, plantillas y accesorios impresos en 3D. Vemos que la fabricación aditiva produce piezas con excelentes propiedades a partir de aleaciones metálicas o plásticos industriales en volumen ”, dijo. «El progreso del año pasado está posicionando a la industria de la impresión 3D para la innovación digital incremental e intencional, basada en los cuatro pilares del progreso: productividad, durabilidad, repetibilidad y costo total de operación».
Greg Marke, director ejecutivo de Markforged, una de las principales empresas de impresoras 3D, dijo que también está convencido de que la impresión 3D es el futuro del marketing porque, para él, los fabricantes encuentran cada vez más lugares donde pueden aplicar la impresión 3D en su negocio para disfrutar de un ROI positivo.
“Muchos usaron Markforged este año para demostrar ese retorno de la inversión en la creación de herramientas y accesorios. Otras empresas tuvieron éxito en otros focos de valor. Ya no es una exploración de tecnología emergente. Ahora se trata simplemente de aplicar la impresión 3D en lugares donde ahorra dinero a los fabricantes y les permite moverse más rápido ”, dijo Mark.
Se considera que el diseño generativo y la impresión 3D son una combinación perfecta porque la fabricación aditiva permite un nuevo nivel de libertad de diseño. Puede utilizarlo para modelos complejos que requieran un proceso de fabricación más flexible. Sin embargo, la fabricación aditiva no siempre es la tecnología ideal.
“Se están fabricando muchas piezas con impresión 3D que podrían realizarse de manera más eficaz utilizando métodos de fabricación tradicionales”, dijo Peter Rogers, especialista en productos de fabricación aditiva de APAC en Autodesk.
“Sin embargo, alternativamente, con el diseño correcto, las piezas fabricadas tradicionalmente podrían hacerse de manera mucho más eficaz, aumentando el rendimiento de las piezas y reduciendo el desperdicio mediante el uso de la fabricación aditiva. No se trata de impulsar todos los diseños a aditivos, sino de asegurarse de que el diseño correcto se incorpore a la tecnología de fabricación adecuada para lograr el resultado más deseable «.
Aunque no hay duda de que la fabricación aditiva es una de las mejores técnicas de fabricación, especialmente si te gusta el diseño generativo, debes tener en cuenta que no siempre es la mejor tecnología.
Nora Toure, directora de desarrollo comercial de Sculpteo, especialista líder en fabricación digital con sede en París y San Francisco, y fundadora de Women in 3D Printing, también compartió sus pensamientos sobre el futuro de la impresión 3D.
Encontró que la impresión 3D es una tecnología transversal que es aplicable a casi todas las industrias y, al mismo tiempo, la impresión 3D es una herramienta de fabricación. En los próximos cinco años, verá una gran cantidad de innovación de tecnologías cruzadas utilizando tecnología de fabricación aditiva. Ella está segura de que hará grandes contribuciones en los sectores de manufactura y salud.
“La impresión 3D también continuará permitiendo“ simplemente ”que las personas mejoren sus vidas y negocios, como Afoma: 3DAfrica está trabajando con Afoma, el propietario de una peluquería en Nigeria para diseñar un secador de pelo inalámbrico, desmontable, recargable e impreso en 3D. Ahora, en lugar de viajar a China todos los años para comprar al por mayor, los produce en su tienda, imprime y personaliza según sea necesario y los vende a otros cosmetólogos ”, dijo Nora Toure.
Futuro de la impresión 3D en la construcción
También se espera que la tecnología de impresión 3D tenga repercusiones en la industria de la construcción. 3DNatives señaló cómo los gigantes de la construcción están notando rápidamente el potencial de la tecnología de impresión 3D y su impacto en el futuro de la construcción.
De hecho, se espera que el mercado de impresión 3D de hormigón alcance los 56,4 millones de euros en 2022.
La fabricación aditiva es popular en el sector de la construcción porque la impresión 3D de hormigón es rápida, lo que permite a las personas ahorrar mucho tiempo. En general, las tecnologías de impresión 3D pueden acelerar un trabajo de 2 semanas en solo 3-4 días. Además, reduce los riesgos de lesiones en el trabajo y no requiere tantas personas, por lo que puede ahorrar en mano de obra.
“La reducción de las penurias y los riesgos es una realidad, realizamos rayos de 3.8m de altura sin ningún andamio. Además, el sitio de construcción es muy silencioso ”, dijo Benoit Furet de la Universidad de Nantes según lo citado por 3D Natives.
Otro experto cree que el precio de las impresoras y los materiales 3D bajará, pero es posible que algunas tecnologías de fabricación aditiva no lo logren.
“Algunas tecnologías de AM podrían desaparecer del mercado, también habrá una consolidación ya que hay demasiados actores en ese campo. La construcción mecánica cambiará su forma de pensar, por lo que cada vez se diseñarán más piezas para la impresión 3D ”, dijo Martin Schöppl, director general de Genera. “Los precios de las impresoras y los materiales bajarán significativamente”.
¡Sí, la impresión 3D es económica! Con la fabricación aditiva, se utilizan menos materiales en comparación con los procesos de fabricación tradicionales, lo que también reduce el impacto medioambiental ya que se producen menos residuos.
«Con un mayor dominio geométrico, podemos construir formas optimizadas para limitar la cantidad de materiales utilizados», dijo Romain Duballet, uno de los cofundadores de XtreeE.
El fundador y director ejecutivo de la empresa rusa Apis Cor, Nikita Chen-iun-tai, está seguro de que la impresión 3D puede ser una solución a la crisis de la vivienda, por lo que están desarrollando un proyecto para ello. Esperan probarlo a fondo en diferentes partes del mundo para demostrar su viabilidad.
“Creemos que cada vez más empresas de construcción adoptarán esta tecnología, como ya ocurre con algunas en la actualidad”, dijo Chen-iun-tai.
Si bien la tecnología de impresión 3D tiene una contribución prometedora a la construcción y ya hay casas impresas en 3D, todavía existen salvedades al ser propietario de una casa impresa en 3D.
“Las principales dificultades provienen del hecho de que el proceso de impresión 3D de edificios no está reconocido hoy como método de construcción por muchos códigos y organismos de normalización. Como las estructuras impresas no son tradicionales, los cálculos de resistencia y resistencia en el tiempo son difíciles de realizar, es por eso que las obras habitables tendrán que ser probadas caso por caso al principio ”, dijo Axel Thèry de Constructions-3D. .
La industria de la construcción es lenta a la hora de adaptarse al cambio debido a su baja tolerancia al riesgo, pero la fabricación aditiva llegó para quedarse. Las grandes máquinas de impresión 3D pueden producir piezas más grandes con múltiples materiales. Permitirá más componentes de construcción modulares y los accesorios de plomería y los paneles de concreto podrían ser reemplazados por impresoras 3D que operan 24/7 con menos mano de obra y calidad repetible, según CRH Americas.
Futuro de la impresión 3D en medicina
La impresión 3D ha sido una herramienta útil en el campo de la medicina. En los años pasados. La impresión 3D se ha utilizado en la impresión de órganos, prótesis impresas, suministros médicos y más.
Es probable que la fabricación aditiva desempeñe un papel más importante en la medicina regenerativa y las soluciones de bioimpresión.
Joshi está entusiasmado con las posibilidades de la impresión 3D y la fabricación aditiva. Predijo que para 2029, el mercado madurará mediante la adopción de tecnología de fabricación aditiva desde la mayoría temprana hasta la mayoría tardía.
También creía que la ciencia de los materiales será una fuerza impulsora en el crecimiento de las aplicaciones abordadas por la fabricación aditiva. Confiaba en que la innovación en materiales se acelerará y surgirá una nueva variedad de materiales, incluidos materiales resistentes, materiales de alta temperatura, materiales biocompatibles, materiales aeroespaciales de alto rendimiento, bioenlaces, cerámicas, cermets y compuestos. A medida que el fabricante del mercado continúa presionando a los fabricantes de equipos originales (OEM) por nuevos materiales para hacer posibles nuevas aplicaciones.
“Lo que más me entusiasma durante la próxima década es el potencial de las tecnologías AM para redefinir la atención médica específica del paciente a través de la bioimpresión. No solo podremos influir en la calidad de vida de los pacientes: salvar vidas con la bioimpresión se convertirá en una realidad. Los avances en la velocidad, el tamaño y la resolución del material abrirán nuevas oportunidades para la medicina regenerativa, incluidas las aplicaciones en la regeneración de tejidos y la creación de órganos ”, dijo.
Philipp Schlautmann, director ejecutivo de 3D-Figo, también tiene esperanzas sobre el futuro de la impresión 3D en el campo de la medicina. Predijo que serán posibles dispositivos de movimiento complejos con electrónica de control integrada y actuadores imprimibles en una sola operación.
«Tengo expectativas extremadamente altas en el campo de la medicina y la tecnología médica, donde el gran progreso de los implantes hechos a partir de las propias células del cuerpo reducirá mucha miseria a través de la impresión 3D», dijo Schlautmann.
Sí, la impresión 3D tiene un futuro brillante, especialmente cuando se trata de producir implantes de tejido biológico. Varios expertos en el campo de la medicina esperan que se produzca un gran cambio en la bioimpresión, especialmente porque hay una escasez de órganos que se puede resolver en el futuro mediante la bioimpresión de órganos.
“Es probable que la bioimpresión sea un campo enorme para el futuro de la medicina”, dijo Roger Markwald, Ph.D., director del Centro de Biología del Desarrollo Cardiovascular de la Universidad Médica de Carolina del Sur. “Hay muy pocos donantes de órganos para satisfacer las necesidades. Al menos 21 personas mueren cada día debido a la falta de implantes «.
Ya existen biomateriales que utilizan la tecnología de impresión 3D actual, pero hay un defecto fatal. Por lo tanto, están trabajando para cerrar la brecha y encontrar una solución a eso.
«El talón de Aquiles de la ingeniería de tejidos hoy en día es la necesidad de crear vascularización en la estructura, y ese ha sido el foco de lo que hemos estado tratando de hacer», agregó.
La bioimpresión se habilita utilizando papel biológico hecho de hidrogeles biorreabsorbibles. Mientras tanto, bioink está hecho de esferoides de 300 micrones de diámetro que contienen entre 8.000 y 12.000 células madre autólogas derivadas de tejido adiposo. Markwald tiene la esperanza de que en el futuro, la bioimpresión permitirá el uso de varios tipos de células diferentes para crear unidades de tejido complejas.
“Con el tiempo seremos capaces de fabricar corazones o hígados funcionales. Lo que podemos imprimir ahora son parches cardíacos y vasos sanguíneos de tamaño pequeño a mediano, tejido cutáneo, tejido blando (adiposo, músculo) para cirugía reconstructiva y micro-órganos vascularizados que pueden cultivarse en un biorreactor y usarse para complementar el función de un órgano enfermo como el hígado ”, añadió.
Otras aplicaciones de impresión 3D
Las impresoras 3D están experimentando un crecimiento masivo en la comunidad y el mercado de la impresión 3D. De hecho, los fabricantes de impresoras 3D disfrutan de beneficios cada vez mayores porque la fabricación aditiva ha demostrado ser beneficiosa en los últimos años.
Las impresoras 3D están disponibles bajo demanda en diversas industrias, incluidas las empresas emergentes automotrices y aeroespaciales. Si está buscando una solución para acelerar el proceso de fabricación de su empresa y reducir los costos de producción, debe considerar el uso de impresoras 3D. La tecnología de fabricación aditiva ofrece muchos beneficios para mejorar las técnicas de fabricación.
Inicio aeroespacial
La industria aeroespacial y de defensa se encuentra entre las primeras en adoptar la tecnología de impresión 3D. Comenzó a utilizar la fabricación aditiva en 1989.
De hecho, representa el 16,8% de los mercados de fabricación aditiva de € 10.400 millones, según AMFG.
Varios actores clave de la industria, incluidos GE, Airbus, Boeing, Safran y GKN, utilizan el avance de la fabricación aditiva en la industria aeroespacial y de defensa. Dichas empresas utilizan la impresión 3D para traer prototipos funcionales, herramientas y componentes ligeros.
La industria de la aviación utiliza la tecnología de impresión 3D por varias razones. Ayuda a mejorar sus productos utilizando mejores técnicas de fabricación.
Primero, reduce el peso de un avión y reduce significativamente sus emisiones de dióxido de carbono, consumo de combustible y carga útil. Además, utiliza el material de manera eficiente, lo que significa menos desperdicio en comparación con el método de fabricación tradicional.
Otro beneficio clave de la impresión 3D es la consolidación de piezas: la capacidad de integrar varias piezas en un solo componente, lo que reduce la cantidad de piezas necesarias para simplificar el proceso de montaje y mantenimiento. Las piezas más pequeñas también significan menos tiempo de montaje.
La aeronave tiene una vida útil promedio de entre 20 y 30 años, lo que hace que el mantenimiento, reparación y revisión (MRO) sea una función importante. Las tecnologías de impresión 3D de metales, como la deposición directa de energía, se utilizan para reparar equipos aeroespaciales y militares. Las palas de la turbina y otros equipos de alta gama también se pueden restaurar y reparar agregando material a las superficies desgastadas.
La industria aeronáutica utiliza la impresión 3D para fabricar cohetes y motores de cohetes. La tecnología permite a los ingenieros innovar en el diseño de piezas de cohetes y fabricarlas en un período de tiempo más corto.
Industria automotriz
La tecnología de impresión 3D tuvo un gran impacto en la industria del automóvil. En las últimas décadas, muchas empresas y fabricantes de automóviles han utilizado impresoras 3D para la creación de prototipos.
Luego, el uso de impresoras 3D progresó a medida que los fabricantes de automóviles comenzaron a usarlas para imprimir piezas de automóviles en 3D. Se prevé que la industria automotriz mundial alcance 114 millones de ventas en todo el mundo anualmente para 2024.
La impresión 3D ofrece muchos beneficios en la industria que pueden evaluarse fácilmente en términos de rendimiento y características. Puede reemplazar la producción CNC costosa y de larga duración. Las piezas de plástico de impresión 3D son más baratas y rápidas. También redujo el costo de producción y el presupuesto, especialmente cuando se fabrican piezas complejas.
Mientras tanto, la creación de prototipos 3D interna ayuda a controlar las infracciones de propiedad intelectual (IP) y las fugas de información. La creación de prototipos 3D reduce el tiempo en todas las etapas del proceso de fabricación. Además, a diferencia de la fabricación tradicional que permite una variedad de materiales, este enfoque permite un menor consumo y desperdicio de materiales.
En general, la tecnología de impresión 3D permite un diseño, creación de prototipos, pruebas y producción de modelos de automóviles más eficientes con la ayuda de software de impresión 3D industrial.
Conclusión
Los procesos de impresión 3D pueden ser complejos, pero es muy útil en varias empresas. De hecho, varias empresas ya están utilizando tecnología de fabricación aditiva para mejorar sus operaciones y productos. Por lo tanto, no se sorprenda de encontrar un número creciente de impresoras 3D en el mercado.
Las tecnologías de fabricación aditiva tendrán una gran contribución a la industria automotriz, aeroespacial y sanitaria. Los expertos en impresión 3D están muy seguros de que la impresión 3D seguirá floreciendo en el diseño generativo, las cadenas de suministro, la tecnología de fabricación y más.
Además, la fabricación aditiva ofrece muchos beneficios en las industrias al reducir los costos de producción, el tiempo de fabricación y la mano de obra. Utiliza menos material y reduce el desperdicio. Más importante aún, es muy prometedor cuando se trata de salvar vidas mediante la bioimpresión.
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