Lo que el 2020 le dejó a la impresión 3D y sus avances para 2021

Año con año, la manufactura aditiva y las tecnologías de impresión 3D van ganando su espacio en los pisos de manufactura, así como relevancia en los procesos de producción en el mundo. Hoy, es una tecnología capaz, no solo de hacer prototipos o piezas simples, sino que es posible utilizarla como una herramienta de manufactura y producción de piezas altamente resistentes.

Eso ha sido gracias a los avances que la tecnología ha logrado, pero también a la aplicación que diversas compañías, expertos, industrias y personas desarrollan ante retos y oportunidades muy específicas.

Un año como el 2020 detonó avances a pasos agigantados que permitieron masificar y expandir el uso o aplicación de tecnologías y métodos en la manufactura aditiva.

El 2020 fue un año de grandes retos y oportunidades para la manufactura aditiva, pero en el balance general, fue un año sumamente positivo. En este artículo conoceremos sobre estas razones y algunos otros indicadores que han marcado la evolución de la tecnología y lo que debemos esperar para este año:

• Impresión 3D en la pandemia.
• Adopción acelerada de la tecnología.
• Crecimiento financiero.
• Avances en materiales.
• El futuro de las tecnologías.

La impresión 3D en la pandemia

La situación de la pandemia y los cierres de frontera permitieron mostrarle al mundo la habilidad de la tecnología de 3D en la fabricación de piezas especializadas o de respuesta rápida, simplificando las cadenas de suministro o logística a nivel global. Bastó con enviar archivos 3D y ser fabricados en la impresora 3D más cercana al lugar donde se necesitaba la pieza.

En temas de COVID-19, la tecnología permitió abastecer a millones de médicos y hospitales alrededor del mundo con equipo de protección personal, mientras los sistemas de producción tradicionales recuperaban el ritmo o incluso fabricaban más moldes para producir la creciente demanda de piezas.

En México, más de 500 dueños de impresoras 3D, se unieron en Iniciativas como Aditiva por México, para producir millones de piezas para el uso de personal médico en distintas situaciones. Desde equipo de protección personal hasta accesorios para respiradores.

Adopción acelerada de la manufactura aditiva

Tal escaparate de aplicación generó una adopción acelerada de impresoras 3D caseras y profesionales alrededor del mundo. Tan sólo en México, existió un desabasto de filamentos de impresión para equipos caseros.

Conforme el 2020 fue avanzando, las búsquedas en Google de impresión 3D alrededor del mundo se incrementaron en un 50 % en comparación a 2019, específicamente el crecimiento fue en países de habla hispana.

El consumo de equipos y materiales de impresión 3D de tipo “entry level” se vio expuesto a un crecimiento exponencial. Tan solo en 2019, en el sitio web de Amazon México había disponibles un máximo de 280 artículos relacionados a impresión 3D, a la publicación de este escrito, se pueden encontrar más de 40,000 artículos.

Se estima que, en el mayor pico de la pandemia, semanalmente se adquirían alrededor de 4,500 carretes de filamento y se llegaron a registrar ventas de hasta 150 impresoras 3D de una sola marca por semana.

Crecimiento financiero

Desde 1980, el valor del mercado mundial de la impresión 3D crecía a ritmos de entre el 13 y 20 %, llegando a un valor de 13 mil millones de USD para 2020 y estimando un valor de 25 mil millones para 2025. Al cierre del 2020, el verdadero valor de la industria fue estimado sobre los 16 mil millones de dólares y se estima que alcance los 40 mil millones para 2025.

Dicho valor se reparte en diversos tipos de sectores y aplicaciones, entre ellos los fabricantes de equipos u OEM ’s de impresión 3D y diversas compañías que utilizan la tecnología como un método de producción para servir industrias alrededor del mundo.

Y como evidencia del crecimiento financiero de dichas compañías, las acciones en la bolsa de empresas líderes como Stratasys (SSYS), 3D Systems (DDD) y ExOne (XONE), han crecido de un año para otro más de un 50%. En el caso de Stratasys la acción pasó de 19 a 29 dólares (50%), 3D Systems de 9 a 32 dólares (350%) y ExOne de 7 a 32 dólares (450%).

Adicionalmente, compañías como Stratasys, BASF, GKN y Protolabs han adquirido y comprado compañías de manufactura aditiva. Empresas como BASF y GKN, de industrias tradicionales químicas o de materiales, han comprado algunos de los centros de impresión 3D más grandes del mundo, tales como Forecast y Sculpteo respectivamente. Stratasys por su parte ha adquirido a otros pequeños fabricantes de impresoras 3D en el rubro de la Estereolitografía. 

En este año, será muy posible ver mayores adquisiciones, tales como la realizada por Protolabs a 3D Hubs, ambos centros de impresión 3D y redes de manufactura muy grandes, o más compañías químicas adquiriendo a empresas de fabricación de materiales o tecnologías disruptivas.

Avances en materiales para manufactura aditiva

Muchos expertos en manufactura aditiva consideramos que la adopción de la tecnología es totalmente dependiente de la aparición de materiales capaces de cubrir las necesidades del mercado y la demanda por plásticos y metales utilizados en los procesos de manufactura convencionales.

La aparición de diversos materiales nos acerca a la solución de este reto. Actualmente materiales como el PC, ABS, Nylon y poliamidas pueden ser inyectados o impresos en 3D. Sin embargo, materiales como el teflón, polipropileno u otros plásticos de uso convencional, debían ser sustituido por el material que más se asemejara a la funcionalidad de cada uno.

En 2020, diversos materiales han sido introducidos a las diferentes plataformas de impresión 3D con la finalidad de otorgar los mismos materiales que se usan en otros métodos. Tal es el ejemplo del teflón, desarrollado por 3M o el Polipropileno de BASF para tecnologías de sinterizado de polvo.

Diversos materiales se encuentran en la carrera del desarrollo y es muy posible que para 2021 veamos la aparición de materiales plásticos de mayor resistencia térmica o la continua aparición de materiales reforzados con fibra de carbono o partículas metálicas. 

Otro de los grandes enfoques que las compañías de materiales tienen para 2021 y los años siguientes, es la certificación de los procesos de manufactura de los materiales, con la finalidad de poder brindar certeza y estandarización a los productos fabricados con la tecnología y expandir su uso en industrias como la automotriz y aeroespacial donde dichas certificaciones son clave.

Los avances tecnológicos

Desde hace aproximadamente 7 años, la tecnología de impresión 3D avanza año con año con la aparición de marcas, técnicas y diversos métodos de manufactura que van evolucionando la forma en la que fabricamos. Cada año la tecnología es más rápida, más eficiente y sobre todo capaz de producir objetos que antes no eran posibles de manufacturar. Pero durante 2020 y lo que llevamos del 2021, han sucedido algunos lanzamientos y anuncios que prometen un gran avance en la industria.

La patente de FDM de Stratasys con cámara de temperatura controlada vence este año, por lo que comenzaremos a ver apuestas de diversas marcas para aprovechar el mercado que era propiedad de dicha marca y tecnología.

Desktop metal, HP, Xerox y Markforged apuestan muy fuerte por las soluciones de impresión 3D en metales de producción masiva. Dicha apuesta, prevé que para 2028, un número considerable de partes de aluminio de un automóvil, sean impresas en 3D.

EOS, una de las compañías más relevantes en el ecosistema global, lanzará a finales de 2021 el sistema Laser Pro Fusion, un sistema que promete ser la máquina más rápida para sinterizar plásticos, con una velocidad superior en un 50 % a cualquier sistema disponible actualmente gracias a su sistema de “un millón de diodos”.

A nivel de escritorio Makerbot optimiza su impresora al incorporarle cabezales de impresión intercambiables e incorporar la capacidad de fabricar metal o plásticos reforzados con fibra de carbono en la misma impresora. Misma aplicación la ha desarrollado Ultimaker.

Massivit, una impresora capaz de fabricar piezas de hasta casi 2 metros de alto, presentará este año su nueva tecnología capaz de imprimir e inyectar resinas epóxicas al mismo tiempo, lo que permitirá fabricar piezas de gran tamaño y excelente resistencia mecánica a un costo competitivo.

Muchas otras tecnologías, marcas, equipos y aplicaciones seguirán presentando grandes avances en el ecosistema mundial de impresión 3D, por lo que se espera un 2021 lleno de grandes noticias y sorpresas que de seguro estaremos hablando próximamente.