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Jun 04, 2023

Encuesta ejecutiva de la industria de impresión 3D 2023, los expertos en fabricación aditiva abordan los mayores desafíos de ingeniería de la próxima década

Nuestro primer artículo analizó el futuro de la impresión 3D, con tecnología aditiva

Nuestro primer artículo analizó el futuro de la impresión 3D, con expertos en fabricación aditiva mirando una bola de cristal para pronosticar las tendencias para 2023 en la industria.

La encuesta 2023 3D Printing Industry Executive amplía el alcance y hace dos preguntas a los expertos en impresión 3D. ¿Cuál es el mayor desafío de ingeniería de la próxima década? ¿Qué tecnología se requerirá para solucionar esto?

Los enfoques para responder a esta pregunta variaron, algunos optaron por abordar desafíos específicos para avanzar en la fabricación aditiva en los próximos diez años. Lo más importante en la mente de los ejecutivos son los enfoques para reducir el costo por pieza, garantizar que se mantenga la calidad y cómo la AM puede aprovechar al máximo sus principales ventajas. Se cubren la automatización de procesos y la combinación de enfoques de IA para el ecosistema aditivo, incluidos los sistemas de gestión de producción inteligente, el diseño de piezas y las redes neuronales informadas por la física. ¿Cómo se relaciona la Ley de Moore con la impresión 3D y qué tecnologías están en auge? Uniendo todo, una palabra recurrente: Producción.

Otros encuestados adoptan un enfoque alternativo. ¿Cuál es el panorama general y cómo se implementará la tecnología para abordar problemas globales críticos como la descarbonización, la electrificación del transporte, la producción de energía verde y la Industria 4.0? ¿Qué producirá la combinación de la impresión 3D con tecnologías emergentes como el descubrimiento de materiales computacionales, la biología sintética o la robótica?

Una vez más, se encuestó a una amplia gama de encuestados, desde usuarios finales como Czinger Vehicles hasta los mayores fabricantes de sistemas, software y materiales de impresión 3D. Y a pesar de la imagen destacada, ninguno mencionó autos voladores. Acomódese y disfrute de las ideas de los expertos a continuación.

¿Qué predicen los expertos en impresión 3D para 2023? Lea la primera parte de nuestra Encuesta anual para ejecutivos de la industria de impresión 3D aquí. Suscríbase a nuestro boletín gratuito para recibir noticias periódicas, análisis e información sobre la fabricación aditiva.

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Dr. Brent Stucker, director de tecnología, fabricación aditiva, 3D Systems

Creo que el mayor desafío de ingeniería de la próxima década será la electrificación del transporte. Esto se debe al hecho de que la electrificación de vehículos presenta importantes desafíos asociados con la generación de energía, la estabilidad de la red, la carga distribuida de vehículos, la tecnología de baterías y la optimización de los componentes de los vehículos para la propulsión eléctrica en lugar de la propulsión de combustión interna. Ya estamos viendo que la fabricación aditiva (AM) desempeña un papel en cada una de estas áreas, pero creo que la FA todavía tiene un papel más importante para acelerar la producción y el rendimiento de los vehículos, así como la generación, transmisión y almacenamiento de electricidad.

Para que la FA tenga un impacto aún mayor, será necesario realizar avances significativos en tecnologías, materiales y procesos. Creo que la capacidad de usar múltiples materiales dentro de un sistema para construir formas complejas de múltiples materiales con mayor precisión y productividad será un habilitador clave.

Al pensar en la generación de energía y la red, el objetivo es capturar un mayor porcentaje de la energía entrante, ya sea solar, eólica, de combustibles fósiles, hidroeléctrica o nuclear. Para lograr una captura de energía más eficiente, necesitamos piezas metálicas complejas a partir de materiales de alta temperatura. AM facilita esto al mismo tiempo que permite eficiencias a través de la consolidación de piezas. Esto también será útil para componentes clave de la red, como interruptores y transformadores.

Toda esa energía que ahora hemos generado y distribuido debe almacenarse en baterías y usarse de manera eficiente para alimentar el vehículo. Preveo que la AM desempeñará un papel fundamental en la producción de baterías y motores eléctricos de próxima generación. Los diseños de baterías actuales involucran capas complejas de múltiples materiales; como tal, un enfoque de fabricación aditiva de múltiples materiales compatible con materiales relevantes para la batería en resoluciones de características relevantes para la batería podría alterar el diseño de la batería. De manera similar, los motores eléctricos podrían pasar de diseños casi monolíticos a bobinas integradas integradas en elementos estructurales u otros componentes. Esto puede dar como resultado una mejor gestión térmica y un peso reducido, lo que a su vez puede ayudar a mejorar la eficiencia y el rendimiento. Ser capaz de procesar varios materiales dentro de la misma impresora 3D lleva la consolidación de piezas y la eficiencia a un nivel completamente nuevo para baterías y motores eléctricos. Además, los beneficios estándar de AM para otras industrias, incluida la capacidad de lanzar nuevos productos al mercado más rápidamente con menos trabajo manual y de ensamblaje, pueden ayudar a acelerar las transformaciones de los vehículos eléctricos a medida que aumenta la demanda.

Guy Menchick, director de tecnología, Stratasys

A medida que los fabricantes de todo el mundo siguen sintiendo la presión del aumento de los costes en toda la cadena de suministro, el mayor desafío que hay que superar, casi universalmente, es poder reducir los costes para seguir siendo competitivos. Para la impresión 3D específicamente, lo mismo es cierto: es fundamental continuar reduciendo el costo por pieza, para que podamos continuar desplazando la fabricación tradicional con la fabricación aditiva en más aplicaciones. Al mismo tiempo, debemos mantener y mejorar las propiedades esenciales que son fundamentales para el rendimiento, como la precisión, el acabado superficial y las propiedades mecánicas. Esto depende principalmente de dos factores clave: sistemas y materiales.

Para reducir los costos del sistema, debemos interrumpir la estrecha correlación entre las tecnologías de inyección de tinta y DLP entre resolución, rendimiento y precio. El aumento de la resolución significa gotas más pequeñas. Pequeñas gotas ralentizan el rendimiento. Para compensar, a menudo se agregan más cabezales de impresión, lo que aumenta el precio. Afortunadamente, estas tecnologías de impresión 3D han estado siguiendo la 'Ley de Moore', lo que esencialmente significa que las velocidades y capacidades del sistema se duplicarán aproximadamente cada dos años sin que aumenten los precios originales. En pocas palabras, esto significa que muchas de las soluciones de Stratasys que actualmente permiten la producción de piezas industriales (desde P3 hasta SAF y más) disfrutarán de un aumento significativo del rendimiento en los próximos años, sin que esto se refleje necesariamente en el costo base.

Nikolai Zaepernick, director comercial y director general, EOS

Un gran desafío radica en el lado de los costos. Aprovechar al máximo la fabricación aditiva para la producción a gran escala y las posibilidades de sostenibilidad requiere tener en cuenta las preocupaciones de fondo. El desafío es reducir el costo por pieza a lo largo de toda la cadena de valor manteniendo las promesas de calidad.

Para empezar, existe un gran potencial para reducir el costo por pieza y abrir nuevas aplicaciones al reducir los soportes en la impresión 3D de metal. Al pasar a la modalidad sin soporte, estamos mejorando el proceso de AM en términos económicos, ambientales y de tiempo. (No es necesario construir soportes durante la construcción significa que se derretirá menos material en el lecho de polvo, aumenta la tasa de construcción y los costos de eliminación de soporte).

En el futuro, las nuevas herramientas de software gratuito de soporte ayudarán a crear parámetros y estrategias de exposición aún mejores para optimizar aún más el proceso de producción. Esto incluirá un tiempo de exposición más corto, menos consumo de material y ahorro de recursos de procesamiento posterior.

Frank Carsten Herzog, Fundador y Director General, Grupo HZG

El mayor reto de la ingeniería será trasladar los procesos de impresión 3D a la producción industrial. Esto implica lograr un alto nivel de confiabilidad, personalización, reproducibilidad y velocidad en la producción AM, al tiempo que reduce los costos para que pueda usarse para la fabricación de alto volumen de piezas y productos. ¡Una tarea enorme!

Cuando se trata de impresoras 3D, veremos más máquinas que combinan con éxito las ventajas de los sistemas establecidos que hasta ahora han operado en soluciones separadas. Precisión frente a velocidad, robustez frente a apertura a los materiales: estos puntos ya no serán mutuamente excluyentes, lo que hará que la tecnología sea atractiva para una gama más amplia de clientes.

También hay un gran potencial para el software. El alto esfuerzo de diseño manual se reducirá con software inteligente, por ejemplo. Los usuarios se beneficiarán, al igual que la producción, ya que las máquinas se pueden controlar de manera más eficiente.

Dr. Gregory Hayes, vicepresidente sénior de tecnología aplicada, EOS Norteamérica

Uno de los mayores desafíos de ingeniería que enfrentaremos como industria en la próxima década será la complejidad de la energía, específicamente la producción de energía verde y el almacenamiento de energía. La energía eólica, solar, de fusión y de fisión tienen desafíos de fabricación que requieren fabricación aditiva debido a sus componentes únicos y de diseño intrincado. Además, la disminución del consumo de energía a través de la fabricación distribuida puede ayudar a la producción de nueva energía al requerir menos energía a nivel mundial. El impacto ambiental también será un desafío a medida que continuamos forjando nuevas soluciones, aprovechando la naturaleza derivada beneficiosa de AM para disminuir la huella de la organización del cliente en nuestro medio ambiente.

Andre Wegner, director ejecutivo, autenticación

El mayor desafío de la ingeniería es acortar el tiempo que lleva convertir una idea en una pieza. Todos los demás desafíos de fabricación e ingeniería quedan en segundo lugar, ya que acortar este ciclo nos permitirá desarrollar productos mejores y más sostenibles, adaptados a las realidades locales. Tres tecnologías son fundamentales para que esto suceda:

Primero, necesitamos desarrollar una semántica que nos permita comunicar ideas en palabras, no geometrías. Los diseños geométricos, incluso los anotados, son cajas negras que comunican claramente solo una fracción de las ideas utilizadas para generarlos. Los conductores del cliente, las restricciones de máquinas/materiales y la experiencia en ingeniería se pierden. Una nueva semántica que nos permita comunicarnos con palabras permitiría que los algoritmos determinen nuevas opciones para la fabricación cuando cambie cualquier entrada, como se describe a continuación.

En segundo lugar, necesitamos entregar herramientas algorítmicas generalizadas que nos permitan tomar la entrada semántica y definir procesos, parámetros y diseños de producción. Estas herramientas ya están en desarrollo, pero apenas se usan más allá de la optimización de topología. Esto tiene que cambiar: la velocidad y el volumen de datos ahora disponibles para tomar decisiones de producción a partir de fuentes históricas, de producción o en uso exceden la capacidad y la imaginación humanas.

En tercer lugar, necesitamos máquinas totalmente capaces de expresar sus capacidades. No solo según lo diseñado, sino según el perfil de uso y el entorno. Los algoritmos deben poder consultar: dado su perfil de uso, ¿qué tolerancia puede mantener?, junto con muchas otras consultas.

Wayne Davey, responsable global de comercialización, personalización e impresión 3D de HP

Uno de los desafíos más obvios que enfrentaremos no solo en los años, sino también en los próximos meses, es el del cambio climático. A medida que avanzamos en el nuevo año, la sostenibilidad seguirá siendo una prioridad en la agenda de las marcas y las empresas, que dejarán de ser solo una tendencia y se convertirán en un requisito. Por lo tanto, a medida que las organizaciones aceleran sus iniciativas de sustentabilidad, los fabricantes, las marcas y otras organizaciones deben analizar sus procesos comerciales y de flujo de trabajo de manera holística para asegurarse de que brindan soluciones integrales con un menor impacto ambiental. Eso incluye todo, desde los materiales que ofrecen y de dónde los obtienen y cómo reciclan o reutilizan esos materiales, hasta la tecnología de fabricación que utilizan y cómo tratan los desechos.

La impresión 3D es una opción viable para ayudar a las empresas a transformarse en negocios más sostenibles. Según el Informe de tendencias de fabricación digital de HP, alrededor del 50 % de los responsables de la toma de decisiones en 3D y fabricación digital a nivel mundial están interesados ​​en explorar más a fondo la tecnología por su impacto en la promoción de una economía circular y, por lo tanto, reducir la cantidad de materiales utilizados en la producción y simplificar y crear recursos adicionales. valor de los sistemas de producción.

La fabricación aditiva está demostrando su capacidad para hacerlo en la industria del embalaje. Proporciona una opción para ayudar a las empresas a tomar decisiones más inteligentes al tiempo que utiliza soluciones más sostenibles. La fibra moldeada es ampliamente reconocida como una alternativa ecológica y biodegradable a los envases de plástico tradicionales y elimina la necesidad de métodos de eliminación de materiales nocivos.

La tecnología de impresión 3D deberá seguir evolucionando, abriendo oportunidades para su uso en industrias cada vez mayores y para una gama más amplia de productos. Con la trayectoria de la industria de la impresión 3D hasta el momento, parece probable que la tecnología continúe innovando y actualizándose, lo que permitirá que surjan casos de uso más emocionantes.

Dr. A. S. John Homa, director ejecutivo, Lithoz

Durante la próxima década habrá una clara "carrera por la eficiencia" para superar el mayor obstáculo al que se enfrenta actualmente la humanidad: el cambio climático.

Trabajar hacia soluciones ecológicas y superar tales problemas será la principal prioridad de la ingeniería durante la próxima década. El abastecimiento de energía renovable, la habilitación de materiales nuevos y más sostenibles y, sobre todo, la reducción de la cantidad de energía necesaria durante la producción son los principales objetivos de las empresas en este momento, y la clave de todo esto es una mayor eficiencia.

Como tal, los innovadores considerarán cada vez más la cerámica como una solución poderosa y sostenible que puede seguir el ritmo de las demandas de innovación tecnológica. Las ventajas integrales de la cerámica sobre los metales y los polímeros en términos de durabilidad, biocompatibilidad y flexibilidad demuestran por qué están ganando una cuota de mercado cada vez mayor y ofrecerán un verdadero impulso en la carrera por la eficiencia.

Desde un punto de vista tecnológico, la impresión 3D, como primer paso, rediseñará las piezas existentes para que sean más eficientes. En una segunda fase, los fabricantes utilizarán esta técnica para crear una generación completamente nueva de componentes sostenibles y potentes.

Si bien esta tecnología se utilizará para mejorar las piezas, también es importante impulsar el progreso de la tecnología en sí. Las próximas generaciones de técnicas de impresión 3D se desarrollarán y lanzarán durante la próxima década, lo que permitirá la realización cada vez más rápida de componentes cada vez más complejos y precisos.

Bas de Jong, director de operaciones, 3YOURMIND

A medida que los modelos de fabricación distribuida continúan evolucionando y logrando una nueva adopción, uno de los mayores desafíos de ingeniería será la estandarización de los procesos de producción para la fabricación aditiva y la calificación de piezas a escala. Hoy en día, muchos fabricantes equipados con tecnología de impresión bajo demanda utilizan métodos o unidades de medida patentados. En un modelo de fabricación distribuida, esta práctica presenta desafíos de replicación de piezas que pueden variar en calidad y rendimiento entre los sitios de producción o los proveedores de piezas.

Para resolver esto, debe haber un enfoque doble. En primer lugar, es necesario que los principales fabricantes de equipos originales y fabricantes de materiales se comprometan a colaborar con las organizaciones de estandarización para crear una visión unificada de qué prácticas deben estandarizarse y por qué. Además, los proveedores de software y máquinas jugarán un papel fundamental en la ejecución de estos estándares de producción en diferentes herramientas de software mientras protegen la información de propiedad intelectual.

Aunque el desafío es menor para los ingenieros para encontrar soluciones, creará un esfuerzo de colaboración sustancial entre las entidades de fabricación que protegen las patentes de diseño y las recetas de producción y los vendedores y proveedores que brindan servicios en múltiples regiones u organizaciones.

Sona Dadhania, analista de impresión 3D, IDTechEx

Cambiar la infraestructura energética de fuentes basadas en combustibles fósiles a fuentes de energía renovable es fundamental para la lucha contra el cambio climático. Hay una gran cantidad de tecnologías necesarias para implementar la energía renovable, una de las cuales es el almacenamiento de energía, un tema que se discute a menudo en IDTechEx. Por ejemplo, la demanda de baterías para el almacenamiento de energía estacionario crece a medida que las redes eléctricas necesitan almacenar el exceso de electricidad generado a partir de fuentes de energía como la fotovoltaica. Además, la capacidad de generación de energía renovable, a través de muchas fuentes como la solar, eólica y nuclear, debe aumentar drásticamente para reducir con éxito la dependencia de la energía generada por combustibles fósiles.

Un contribuyente importante para facilitar esta transición de energía renovable es la fabricación aditiva. La fabricación aditiva no solo se puede usar para mejorar el rendimiento, la eficiencia y la seguridad de ciertas fuentes de energía sostenibles como las turbinas eólicas, sino que también se puede usar para reducir los costos de instalación de fuentes de energía renovable, acelerando así esta transición.

Además, los beneficios tradicionales de la impresión 3D, como la personalización de piezas y la habilitación de cadenas de suministro y fabricación localizadas, ayudarán a que la transición a la energía renovable se produzca a nivel mundial.

Kevin Nichols, director ejecutivo, Equispheres

Durante la próxima década, debemos transformar nuestros sistemas de producción y uso de energía en un modelo sostenible. Este es un desafío general que no tendrá una solución única, pero la fabricación aditiva será un habilitador importante de la gama de soluciones que reúnen cadenas de suministro más eficientes y resistentes, transporte y producción más eficientes energéticamente impulsados ​​por energía sostenible. , mayores niveles de reciclabilidad y menor generación de residuos.

Al permitir diseños más eficientes y complejos, la impresión 3D permite soluciones como tecnología de batería mejorada y vehículos más livianos y resistentes. También tiene el potencial de ser una opción de fabricación más sostenible, pero para darse cuenta de esa ventaja a la escala que necesitamos requiere una adopción más amplia y eficiencias significativamente mejoradas.

Creo que la solución es la colaboración. Traiga el conocimiento de fabricación de personas que han estado haciendo fabricación a gran escala durante décadas y utilice ese conocimiento para diseñar sistemas y procesos de AM. A medida que la fabricación aditiva evoluciona principalmente desde una tecnología de I+D y creación de prototipos, vemos más trabajo en equipo. Tanto las empresas como las personas con una larga trayectoria en la fabricación están analizando el paradigma de la fabricación aditiva de nuevas maneras, y esto ha dado lugar a más innovaciones.

Creo que debemos continuar impulsando la colaboración entre los expertos en tecnología y los expertos en fabricación para acelerar la adopción de AM de una manera que lo haga más capaz de ayudar a resolver desafíos generales, al ser más rápido, más rentable y más sostenible como proceso de fabricación.

John Kawola, director ejecutivo, microfabricación de Boston

Si bien existen múltiples barreras técnicas, la ciencia de los materiales y el control completo del proceso de circuito cerrado deben alcanzar un nivel para garantizar que la impresión 3D pueda satisfacer las necesidades técnicas y cumplir con los requisitos de control/calidad que exigen los fabricantes. La mayoría de los materiales de impresión 3D son aproximaciones de materiales estándar de grado de ingeniería. Estas aproximaciones necesitan estar más alineadas. El control de procesos se ha implementado en la fabricación durante muchos años. Tiene que haber desarrollo para aplicar más seriamente esto a los aditivos.

Krzysztof Wilk, director de I+D, 3DGence

Los años anteriores nos mostraron cuán frágiles son las cadenas de suministro actuales. Las empresas buscarán ahorros en material y logística y mantendrán un alto nivel de seguridad para el suministro de componentes. Para que esto sea posible, las empresas adaptarán su infraestructura equipándola con sistemas de gestión de producción inteligente habilitados para IA, maximizando la eficiencia de los parques de máquinas locales y distribuidos. La difusión de las modernas tecnologías de fabricación permitirá la reducción de los inventarios de materiales. La digitalización de almacenes y la producción bajo demanda respaldada con IA y aprendizaje automático, realidad virtual y aumentada, todas esas herramientas serán cruciales en la fabricación moderna. La transición energética jugará un papel esencial en el desarrollo de la tecnología, acelerando la aparición de soluciones modernas que aumentan la independencia energética y tienen un impacto positivo en la reducción del cambio climático.

Además, en la próxima década, será posible esperar el desarrollo de nuevas tecnologías de fabricación y energía para respaldar la expansión de la infraestructura más allá de nuestro planeta. Los nuevos sistemas de producción, el almacenamiento de energía, la fabricación automatizada de equipos y piezas de repuesto en el espacio o la construcción de hábitats en otros planetas utilizando materias primas disponibles localmente permitirán una expansión cada vez mayor de las actividades humanas más allá del planeta de origen.

Arjen Evertse, Gerente General de Ventas EMEA, Mimaki Europa

Desde la perspectiva de Mimaki, está ampliando los materiales que podemos usar en nuestra impresión 3D, lo que llevará nuestra tecnología 3D a nuevas alturas, ampliando enormemente las posibles aplicaciones. Garantizar que, independientemente de las características del material, puedan inyectarse a través de un cabezal de inyección de tinta, sin comprometer la estabilidad o la calidad de impresión, será un desafío importante. Saber qué tecnología se necesitará para resolver esto es sin duda otra parte de ese desafío, que requiere una importante investigación de materiales y desarrollo tecnológico.

Ted Sorom, director ejecutivo y cofundador de Mantle

El mayor desafío de ingeniería de la próxima década es también la mayor oportunidad que se avecina; cómo aprovechar el poder del software de inteligencia artificial (IA) para remodelar el mundo de la fabricación. Cada vez más, los equipos de fabricación pueden recopilar datos de procesos críticos, pero aún no se ha determinado cómo aprovechar de manera más efectiva la IA para analizar estos datos y cambiar proactivamente los procesos de fabricación de una manera que aumente la eficiencia y la productividad, al mismo tiempo que reduce los costos.

Dra. Cora Leibig, CEO y fundadora, Chromatic 3D Materials

El mayor desafío de ingeniería de la próxima década será la creación de robótica que pueda realizar tareas complejas con instrucciones simples, por ejemplo, herramientas para ayudar a los ancianos con las tareas del hogar. Para lograr esto, necesitaremos una tecnología de fabricación que se pueda adaptar para satisfacer demandas muy específicas.

Gavin Jeffries, Fundador y CTO, Fluicell AB

En la última década, la impresión 3D ha pasado de ser una herramienta de creación de prototipos para ayudar en el proceso de diseño, a ser ahora una tecnología de fabricación esencial, que permite fabricar piezas funcionales de formas imposibles con herramientas convencionales.

En la próxima década, esperaría ver una transición similar en el espacio de bioimpresión 3D, donde pasaremos de simples demostraciones de construcción de impresión de material biológico a generar secciones de tejido vivo esenciales para el desarrollo farmacéutico, así como para uso terapéutico. . Es probable que la atención se centre en tejidos humanos específicos de pacientes, ya sean alogénicos o autólogos, con énfasis en el establecimiento de soluciones bioimpresas personalizadas.

Cuando se construyen tejidos específicos para pacientes, la bioimpresión 3D es solo el primer paso en un proceso complejo. Será necesario establecer tecnologías para monitorear, controlar la calidad y evaluar la función de muestras únicas. Probablemente deberán ser técnicas no destructivas e idealmente sin contacto, como microscopios de fase holográfica y monitoreo de impedancia eléctrica, para preservar la integridad y la función de los tejidos. También será necesario establecer nuevas tecnologías de administración para utilizar los beneficios terapéuticos mientras se protegen los tejidos de las respuestas inmunitarias.

Las redes nacionales y los organismos reguladores ahora comienzan a participar en este viaje, y las respuestas ahora se ven con acciones como la ley de modernización de la FDA de 2022 y el auge de entidades como las redes ATMP (Advanced Therapeutic Medical products) y 3R (Reducir, Reemplazar). , Refinar), ambos centrados en la transición hacia el uso de tejidos diseñados en lugar de animales o sistemas biológicos simples.

Luo Xiao-fan, director ejecutivo, Polymaker

Para la mayoría de las tecnologías de fabricación aditiva, creo que la complejidad del proceso sigue siendo el mayor desafío técnico. A diferencia de la mayoría de las tecnologías de fabricación tradicionales, la impresión 3D tiene muchas variables de proceso y existe una relación muy acoplada entre el proceso, el material y la estructura geométrica; el paradigma tradicional de desarrollo y optimización de procesos ya no puede adaptarse a las características de proceso altamente complejas de la impresión 3D. Esto también ha dado lugar a una serie de desafíos a los que aún se enfrenta la industria de la impresión 3D: el desarrollo y la optimización de procesos llevan mucho tiempo, el control del proceso de impresión es difícil, la consistencia de la calidad es baja, el rendimiento es impredecible, etc.

Para resolver este problema, esto requiere la coordinación de muchas tecnologías. En primer lugar, necesitamos mejorar la construcción del modelo físico del proceso de impresión. La academia ha trabajado mucho en los últimos años, y se debe decir que se ha sentado una buena base. Lo que se necesita a continuación es desarrollar un software de simulación basado en estos modelos físicos precisos y verificados como la herramienta principal para estudiar el proceso de impresión 3D y, al mismo tiempo, establecer una base de datos estandarizada y coincidente de equipos, materiales y procesos. Con esta base, la aplicación de desarrollo, optimización y control de procesos puede construirse en base a tecnologías específicas y requisitos de aplicación; las posibilidades técnicas aquí son relativamente ricas, y se pueden combinar con inteligencia artificial y ciencia de datos para lograr una optimización eficiente del proceso. También se puede combinar con el monitoreo en línea del hardware para realizar un control de circuito cerrado del proceso de impresión, y también se puede conectado con el software de diseño para formar un circuito cerrado completo desde el diseño hasta la producción.

La realización de las tecnologías anteriores requiere una gran inversión y esfuerzos multidisciplinarios, pero este es también el umbral técnico que debe resolverse para que la fabricación aditiva desarrolle aún más su potencial y se convierta verdaderamente en una tecnología de fabricación convencional. Nosotros (Polymaker) también hemos realizado una gran inversión y progresado mucho con muchos socios en los últimos años. En 2023, tendremos soluciones más profundas para enfrentar el mercado, y aquí también puede esperarlas.

Hardik Kabaria, vicepresidente de software, Carbon

Hay ciertos puntos débiles en el espacio de diseño y fabricación que deberán abordarse a través de soluciones de ingeniería integradas en los próximos años. Por ejemplo, cuando los ingenieros diseñan productos, hay una cantidad significativa de trabajo manual que puede ser repetitivo durante el proceso de diseño de componentes mecánicos y eléctricos al utilizar paquetes de software CAD y CAE. Solo en los últimos años, ha habido avances significativos hacia la automatización de los procesos de diseño para contrarrestar esto, con herramientas como redes neuronales informadas por la física que se aplican a problemas en el mundo CAD y CAE.

Los ingenieros también enfrentan el desafío de los procesos fragmentados. Los procesos de creación de prototipos que se utilizan en la etapa de diseño no están conectados con el proceso de fabricación real, particularmente en lo que respecta a los plazos de desarrollo y el costo estimado por pieza. Esta desconexión puede generar fricciones, limitaciones en la innovación y retrasos en el tiempo de comercialización. Sin embargo, se están realizando avances en la industria de la fabricación aditiva que brindan una mayor alineación entre los procesos de creación de prototipos y fabricación, y anticipo que esto se simplificará más en los próximos años. Por ejemplo, Carbon ha creado una solución de software, Design Engine, que unifica el proceso de diseño, desarrollo y fabricación del producto para ayudar a los diseñadores e ingenieros a pasar sin problemas de la idea al diseño y la producción final.

De manera similar, los ingenieros actualmente deben lidiar con ciclos de retroalimentación entre la metrología de las piezas fabricadas y el diseño previsto que no están automatizados ni maduros. Nuestra industria en su conjunto está reinventando el proceso de diseño para los fabricantes de componentes físicos para productos, desde placas de circuitos impresos y chips hasta piezas mecánicas grandes como palas de turbinas y alas para aviones, por lo que estos bucles de retroalimentación mejorarán, pero llevará tiempo. Con el tiempo, a medida que los sistemas y procesos se desarrollen y maduren, los ciclos de desarrollo de productos se volverán más eficientes, avanzados y simplificados, lo que ayudará a las empresas a crear mejores productos y llevarlos al mercado más rápidamente.

Shon Anderson, director ejecutivo, B9Creations

A medida que los factores ambientales, sociales y de gobernanza (ESG) continúan convirtiéndose en una preocupación creciente para las empresas, la sostenibilidad planteará el mayor desafío de ingeniería de la próxima década.

Si bien se reconoce ampliamente que los aditivos contribuyen a reducir el impacto del sector de la fabricación en el medio ambiente, desde la reducción de los desechos frente a la fabricación sustractiva hasta la reducción de la huella de carbono y el desplazamiento parcial mediante la impresión in situ, comenzaremos a ver un cambio hacia las empresas que necesitan abordar su impacto ESG, desde piezas impresas en 3D hasta flujos de residuos de posprocesamiento.

Eric Bert, vicepresidente comercial sénior, InkBit

Centrándonos en nuestra propia industria, la precisión dimensional, las propiedades de los materiales y el costo por pieza aún son desafíos por resolver. AM tiene que ser capaz de competir con los métodos de fabricación tradicionales y ganar en esos factores, y creo que la inyección de tinta de alto rendimiento es la respuesta en la mayoría de los casos. Es una prioridad para Inkbit reducir el costo por pieza y ser competitivo con las tecnologías tradicionales, así como con otros procesos de AM, al mismo tiempo que brinda la precisión dimensional y la calidad estructural general que la gente busca en AM. Las propiedades del material también son un factor crucial, de nuevo, los diseñadores no deberían tener que elegir entre el material y la forma, ya que no pueden tener ambos porque AM no ofrece el material, pero el tradicional no permite geometrías complejas, se supone que AM ofrecen verdadera libertad de diseño, pero en verdad todavía estamos trabajando para lograrlo, a menudo porque la elección de materiales aún es limitada. Y, por supuesto, esto es en lo que estamos trabajando en Inkbit, nuestros materiales están formulados para ser duraderos, resistentes a los impactos y soportar la exposición a los rayos UV a largo plazo, y estamos desarrollando más todo el tiempo; utilizamos control de retroalimentación de circuito cerrado para garantizar una precisión dimensional repetible y la productividad de nuestro sistema nos ayuda a ofrecer un costo por pieza muy competitivo.

Alessio Lorusso, director ejecutivo y fundador, Roboze

Nuestra experiencia en la fabricación aditiva de piezas con materiales termoplásticos de altas prestaciones ha demostrado en los últimos años su capacidad de integración en los procesos productivos tradicionales, ofreciendo como primera ventaja tangible a corto plazo la reducción de costes de producción y plazos de entrega.

Los próximos 10 años serán clave para aumentar la conciencia del usuario final sobre los beneficios de la fabricación aditiva industrial. Esto conducirá a nuevos desafíos que creemos que se desarrollarán en dos niveles distintos: la sostenibilidad y la integración de la tecnología en todas las etapas de producción. Roboze ya está trabajando en ambos frentes, proponiendo no solo tecnologías y materiales innovadores, favorecidos por nuestra fuerte naturaleza en la investigación y desarrollo de ecosistemas completamente nuevos y competitivos, sino también modelos comerciales y financieros más sostenibles.

Edward Feng, fundador y director ejecutivo, Raise3D

En cuanto al desarrollo de los últimos treinta años, ¿cuáles son los retos del mercado de la impresión 3D para la próxima década?

Me gustaría resumir usando el marco TOE: T para Tecnología, O para Estructura organizacional y E para Medio ambiente. Los mayores desafíos en los próximos diez años probablemente se encuentren dentro de estos tres aspectos.

En términos de tecnología, se refiere a la compatibilidad entre las rutas técnicas antiguas y las nuevas, como las posibles iteraciones de la tecnología y si la automatización puede admitirla, cómo combinar esto con el CNC tradicional o reemplazar parcialmente los métodos de fabricación tradicionales. A nivel organizacional, un equipo y su paradigma deben estar en línea con el ritmo al que se desarrollan las cosas para absorber nuevas tecnologías, como la impresión 3D. Es importante para una organización medir si puede darse el lujo de tener una cierta tolerancia al fracaso de la innovación, si la ganancia de la reinnovación cumple con las expectativas o si la reducción de costos vale la pena los esfuerzos de adoptar la tecnología de impresión 3D. Además, en términos ambientales, la organización debe ser consciente de que la política gubernamental y la competencia industrial pueden afectar la prioridad de una empresa para la impresión 3D cuando la intención es potenciar un negocio actual.

En el mundo real, la preparación para TOE es diferente en Europa, Estados Unidos y Asia cuando se enfrentan a nuevas tecnologías. Las diferencias existen incluso entre campos, industrias y empresas. Por lo tanto, creo que la diversidad TOE será el principal problema a resolver para implementar la impresión 3D en los próximos diez años.

Jason Fullmer, director de operaciones, Formlabs

Los mayores desafíos de ingeniería en la próxima década son respaldar la creciente demanda de personalización masiva y diseñar cadenas de suministro para nuevas tecnologías que sean más rápidas, más ágiles e igualmente rentables que los sistemas actuales. La impresión 3D es compatible con estos dos desafíos, lo que permite una producción en tierra eficiente y rentable y brinda la capacidad de personalizar las guías del consumidor a escala sin aumentar los costos de materiales o mano de obra.

Por ejemplo, el ecosistema de automatización de Formlabs triplica la productividad al mismo tiempo que ahorra hasta un 80 % en mano de obra, reduce el costo por pieza en un 40 % y reduce el desperdicio de empaque hasta en un 96 %. Con la capacidad de gestionar flotas de impresoras multiusuario y multimaterial, el ecosistema de automatización permite la producción continua para que los usuarios puedan enviar varias impresiones durante la noche y durante el fin de semana, haciendo realidad la producción en masa.

Philipp Kramer, CTO y cofundador de DyeMansion

Incluso a medida que los dispositivos se vuelven más eficientes energéticamente, nos enfrentamos a un gran aumento en la demanda de energía debido al crecimiento de la población y al aumento de los ingresos, lo que genera que se gaste más dinero en productos y servicios. A menudo confiamos en las nuevas tecnologías para luchar contra el cambio climático, pero la mejora de las tecnologías ya existentes también tendrá un gran impacto.

La planificación, fabricación e instalación de fuentes de energía sostenibles, como paneles solares o baterías, requiere de personas altamente capacitadas y de mucho esfuerzo. Tomemos como ejemplo la instalación de paneles solares en el techo de nuestra casa. Alguien debe planificarlo, las piezas deben fabricarse y los técnicos altamente capacitados deben instalarlo. La automatización de partes de este proceso y la reducción de la necesidad de personas capacitadas (por ejemplo, a través de AR) serán clave para satisfacer la creciente demanda de energía.

Dr. Vladimir Navrotsky, jefe de tecnología de fabricación aditiva, Siemens Energy

Los mayores retos de ingeniería de la próxima década son, sin duda, la descarbonización de las industrias y la transición energética. Creo firmemente que la fabricación aditiva desempeñará un papel importante para resolver este desafío.

Las turbinas de gas que funcionan con biocombustibles e hidrógeno verde seguirán siendo necesarias en la futura combinación energética. Los quemadores de turbina de gas diseñados por AM permiten actualizar incluso las turbinas instaladas para que puedan usar hasta un 100 por ciento de hidrógeno. Los álabes y paletas de turbinas de aleación de alta temperatura diseñadas y fabricadas por AM aumentarán significativamente la eficiencia de la turbina y, como resultado, reducirán el consumo de combustible y las emisiones.

El uso de AM para producir celdas de combustible e intercambios de calor mejorará drásticamente su eficiencia y confiabilidad.

Finalmente, el reciclaje de componentes AM reducirá la demanda de materiales y las emisiones.

Max Siebert, director ejecutivo, Réplica

Veo dos desafíos principales para la industria de la ingeniería: las interrupciones persistentes de la cadena de suministro y el cambio climático. La fabricación descentralizada con un inventario digital puede desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de procesos más ecológicos y resistentes al eliminar el inventario físico y producir solo la cantidad necesaria, en cualquier momento y en cualquier lugar. La impresión 3D ya se ha establecido como un método de producción serio para lograr este objetivo. Sin embargo, en los próximos años, se requerirá más capacitación y educación en empresas y universidades para escalar realmente. Además, los costos deben reducirse para que la impresión 3D se utilice en la producción en masa. En mi opinión, la impresión de gránulos es un ejemplo innovador de cómo se puede lograr la reducción de costos al simplificar el proceso de fabricación de materiales en menos pasos.

Paul Holt, fundador, fotocéntrico

El mayor desafío en ingeniería es desarrollar soluciones sostenibles para la fabricación en masa automatizada. La clave del éxito será el desarrollo de software inteligente que aumente la eficiencia de los procesos en términos de ahorro de energía, tiempo y materiales mediante el uso de big data. Desde el punto de vista del hardware, el diseño de sistemas modulares que sean escalables será la respuesta para satisfacer las necesidades de piezas bajo demanda. Finalmente, la creación de materiales reciclables adecuados a los requisitos industriales para la producción en masa completará el ecosistema.

Xavier Martínez Faneca, CEO, BCN3D

Uno de los mayores retos a los que se enfrenta la fabricación en la próxima década es la necesidad de una mayor autonomía y control en el proceso de producción. Esto incluye la capacidad de producir productos localmente, personalizarlos para satisfacer necesidades específicas y tener más control sobre las cadenas de suministro. Sin embargo, actualmente, las tecnologías de impresión 3D aún no han alcanzado el nivel de madurez necesario para desbloquear completamente este potencial.

Una solución a este desafío es el desarrollo de tecnologías de impresión 3D avanzadas que podrían convertirse en el punto central de la fabricación, como VLM (fabricación de litografía viscosa). Esta tecnología tiene el potencial de dar a las empresas un control total sobre el ciclo de vida de fabricación de sus productos, desde el diseño hasta la producción final.

Ao Danjun, CEO, Creality

El mayor desafío es cómo lograr una velocidad de impresión de 5 a 10 veces mayor que la actual, equilibrando la calidad de impresión y asegurando la tasa de éxito. Además, es necesario ampliar la gama de materiales de impresión para impresoras 3D de alta velocidad, especialmente materiales de impresión 3D de grado industrial. La impresión 3D es una tecnología multidisciplinaria que involucra esfuerzos de múltiples lados. Trabajaremos con socios en varios campos para crear una sinergia y potenciar la Industria 4.0 aprovechando el poder de la impresión 3D.

Doug Kenik, Director, Gestión de productos SW, Markforged

A medida que observamos el panorama de la fabricación y la evolución de los requisitos en los últimos años, vemos que la industria avanza en una dirección emocionante. Dos tendencias emergentes influirán en la industria: la interrupción de la cadena de suministro y la localización para aumentar la eficiencia, y la velocidad de desarrollo en un mundo digital, que aún no se ha igualado en el mundo físico.

La colisión de estas dos tendencias surgirá un desafío de fabricación e ingeniería, que exigirá una mayor interrupción de la fabricación para aumentar la eficiencia y cerrar la brecha entre lo físico y lo digital en un período de tiempo más corto. Esta es una manifestación de los requisitos bajo demanda a escala, así como los impulsores comerciales para iterar rápidamente y suprimir los gastos generales costosos.

Superar este desafío requerirá madurar la fabricación localizada, como la fabricación aditiva, para aumentar los procesos tradicionales y combinarla con la automatización digital a través de datos y software para aumentar la eficiencia en la fabricación tradicional y emergente. Las eficiencias a través de la automatización se lograrán rápidamente, pero solo se pueden aprovechar con la combinación correcta de datos y software.

Jason Vagnozzi,Vicepresidente Global de Fabricación Aditiva, Braskem

La promoción de la ingeniería verde para reducir la huella de carbono de la fabricación tradicional es una tendencia importante que estamos siguiendo de cerca. Creemos que la fabricación aditiva puede ayudar a desempeñar un papel clave para ayudar a las empresas a desarrollar un enfoque más sostenible de la fabricación.

Steffen Schmidt, CTO, Danish AM Hub

La fabricación sostenible real será un gran desafío. Demasiadas empresas pintan de verde su imagen con cambios menores en su uso interno de energía en su propia producción y están satisfechas solo con este pequeño esfuerzo. Pero rara vez abordan el verdadero desafío: cambiar los productos que producen y cómo los producen.

Las reducciones de emisiones de Alcance 1 y 2 son más o menos únicas, y no aportan una reducción continua de nuestras emisiones globales de CO2.

La única forma de cambiar esto es mediante el conocimiento, para que tanto el cliente como el fabricante conozcan y reconozcan la importancia de los productos y la producción sostenibles. La capacitación y la difusión del conocimiento son clave, y todos los fabricantes de impresoras 3D, CAD y software relacionado con la impresión 3D deben implementar y respaldar esto.

Profesor Moataz Attallah, Laboratorio de Procesamiento de Materiales Avanzados. (AMPLAB), Universidad de Birmingham

La guerra entre Ucrania y Rusia ha identificado la energía sostenible como el desafío clave de la ingeniería. La impresión 3D puede desempeñar un papel importante en la aceleración de la adopción de fuentes de energía tanto renovables como sostenibles. Espero ver que la impresión 3D se utilice en la construcción de reactores nucleares y sus componentes, ya sea mediante la impresión 3D concreta o la impresión 3D de los componentes del reactor. Un cambio de juego clave sería el desarrollo de la fusión nuclear. La impresión 3D se puede utilizar para producir los componentes que están destinados a manejar las condiciones extremas de la fusión nuclear, en particular los componentes de plasma enfriado.

Sylvia Monsheimer, directora de impresión 3D industrial, Evonik Industries AG

Un importante desafío de ingeniería en la próxima década será la realización de las primeras aplicaciones de faros industriales a gran escala. Es cierto que esto presupone varios aspectos, como procesos más rápidos, materiales más específicos de la aplicación, manejo de datos y automatización a lo largo de toda la cadena de producción, así como efectos de escala probados. Al final, ninguna tecnología por sí sola podrá desvincular la impresión 3D a escala; es más una cadena de producción integrada que es el punto decisivo. En Evonik, esperamos una década de nuevas aplicaciones 3D infinitas en todas las industrias que contribuyan a nuestra capacidad para desarrollar los materiales correctos de alto rendimiento y expandir nuestras capacidades de producción a lo largo del crecimiento del mercado para crear confianza y moldear activamente el mercado y así ser siempre uno. paso por delante.

Alexandre d'Orsetti, CEO, Sculpteo

El mayor desafío de la próxima década estará en el diseño y la disponibilidad de modelos 3D. Hemos visto una gran expansión de hardware en el pasado, pero los modelos 3D todavía son algo complicados de hacer. Sin embargo, estamos comenzando a ver cierta automatización en el modelado de archivos 3D, así como potentes herramientas de simulación que se requieren para convencer al mercado y brindar confiabilidad en las piezas.

Los fabricantes de máquinas, los desarrolladores de materiales y los proveedores de servicios tienen el principal desafío de mejorar constantemente la tecnología para cumplir con la repetibilidad, la calidad, las propiedades y el costo por pieza que solicitan los clientes para desbloquear nuevas aplicaciones y especialmente series más grandes.

Gareth Neal, Gerente de Desarrollo Comercial EMEA e Israel, Impresión 3D y Aplicaciones Avanzadas, Xaar

En una palabra: ¡energía! El desarrollo de soluciones energéticas, desde baterías de estado sólido hasta celdas de combustible de hidrógeno, y el papel que pueden desempeñar las técnicas de fabricación digital para habilitar estas tecnologías y mercados, será cada vez más importante durante la próxima década.

La capacidad de imprimir digitalmente cualquier forma, según especificaciones exactas con los materiales apropiados, ahorrará tiempo y reducirá significativamente los costos en relación con los procesos analógicos actuales. Aquí, las nuevas capacidades, como la tecnología de alta viscosidad de Xaar y la capacidad de carga de partículas, permitirán desarrollos a una resolución y velocidad utilizables, impulsando nuevas aplicaciones de fabricación aditiva en este sector en crecimiento.

Greg Brown, vicepresidente de tecnología, Velo3D

Distorsión/gestión térmica a medida que los sistemas se vuelven más productivos y las piezas se vuelven más grandes y calientes. Algunas soluciones heredadas para estos problemas en sistemas más pequeños (p. ej., utilizar placas de construcción gruesas para evitar la deformación de las piezas, agregar material de mecanizado a las piezas, "piezas fantasma" para evitar el sobrecalentamiento de las piezas) no se mantienen a medida que los sistemas crecen y se hacen más rápidos. Será necesaria una estrecha integración del corte de piezas, la metrología in situ, el hardware y la simulación para seguir impulsando la productividad del sistema y reducir los $/kg impresos mientras se mantiene la alta calidad asociada con la fusión de lecho de polvo láser.

Dr. Gerald Mitteramskogler, director ejecutivo, Incus

Uno de los próximos retos de la industria europea es alcanzar los objetivos energéticos y climáticos para 2030 con la mitigación de la huella de carbono. La impresión 3D en general ayudará a desarrollar las mejores soluciones tecnológicas. En Incus, creemos firmemente que nuestra tecnología de fabricación de metales basada en litografía permitirá la innovación, y habrá un producto de Incus involucrado en la solución de los desafíos futuros.

Ewan Baldry, ingeniero jefe, Czinger Vehicles

Escalar la tecnología es probablemente el mayor desafío, pero Divergent y Czinger lo están enfrentando de frente. Solo en 2022, hemos visto grandes mejoras en todos los aspectos de la tecnología desde el diseño, la impresión, el posprocesamiento y el ensamblaje automatizado: nuevos materiales, nuevas máquinas, nuevos procesos, todo desarrollado internamente. Lo que parece claro es que lograr un progreso significativo requiere un enfoque holístico. En Divergent contamos con ingenieros y tecnólogos que se ocupan de todo aquello que contribuya a aumentar la viabilidad comercial de la aplicación de la tecnología. Ingenieros y tecnólogos enfocados en láser en todas las áreas, desde científicos de materiales que desarrollan los polvos que imprimimos, los tratamientos de superficie que usamos y los adhesivos con los que nos unimos, hasta ingenieros de AM que contribuyen al diseño y desarrollo de las impresoras que usamos y las más eficientes. uso de esas impresoras, software/CAE/ingenieros de optimización que están acelerando el proceso de diseño para permitirnos explotar el poder real de la impresión 3D y así producir componentes y ensamblajes optimizados en términos del material y la energía que se necesita para crearlos . Las personas afortunadas en Czinger tenemos toda esta tecnología al alcance de la mano que estamos utilizando para crear un hiperauto que creemos que tiene muchas "primicias mundiales", lo que demuestra uno de los pilares de nuestra marca, "Tecnología revolucionaria".

La relación entre Divergente y Czinger (todos estamos en el mismo sitio en Torrance) ofrece una oportunidad simbiótica única en muchos niveles. Al crear productos, las demandas/deseos de Czinger ayudan a impulsar la tecnología que está creando Divergent: los ingenieros de Czinger empujan al equipo de Divergent para permitir la realización de sus ideas. En Czinger, Divergent tiene una aplicación interna del mundo real para perfeccionar y validar su tecnología y, a su vez, ofrecerla a la industria automotriz en general: un efecto de goteo. Es la creación de compañías como Divergent y Czinger, enfocadas en resolverlo todo y no solo partes, lo que permitirá que la tecnología se amplíe y se convierta en la forma en que se hacen todas las cosas en el futuro.

Vadim Fomichev, Director de Ventas, Thor3D

La impresión 3D ofrece enormes oportunidades para los fabricantes y nuestro pronóstico asume que no solo las pequeñas empresas, sino también la industria pesada están interesadas en dominar las impresoras 3D. A gran escala, la producción en masa rápida es crucial, y la velocidad de impresión sigue siendo un desafío. Para superar los límites de la velocidad de impresión 3D, los ingenieros tienen que resolver probablemente el mayor dilema de su vida. A veces, la boquilla tiene que ir lentamente para permitir que la sustancia se enfríe, de modo que pueda agregar la siguiente capa, pero la producción en masa exige seguir plazos estrictos.

El segundo desafío es la autosuficiencia. Piense en las líneas de montaje modernas, donde los manipuladores robóticos hacen el trabajo. Una docena de estos robots necesitan solo un operador. ¿Podrán los ingenieros hacer que las impresoras 3D sean lo suficientemente automáticas y confiables, de modo que una gran producción solo necesite uno o dos operadores para administrarlas?

Carlos Zwikker, Director Comercial, AM-Flow

El mayor desafío de ingeniería de la próxima década será el de crear Smart AM Factory. En el pasado, nos hemos centrado en el mensaje principal de que el impulsor clave para hacer crecer el mercado AM es reducir el costo por pieza. Y creemos que esto sigue siendo cierto ahora y lo más probable es que continúe siendo un mensaje relevante en los próximos años. Aunque el mercado sigue creciendo, la producción de AM a escala se ve inhibida por el trabajo manual. El costo de la mano de obra manual es un factor inhibidor para escalar la producción de AM. La automatización del flujo de trabajo es un requisito previo para reducir el costo por pieza y es la base para crear Smart AM Factory. Y el costo reducido por pieza nos lleva a más aplicaciones con un caso comercial viable, y estos casos comerciales viables son los que impulsan un mayor crecimiento.

El desafío de ingeniería para la próxima década será pasar de verticales sin comunicación (plataforma MES, impresora, estaciones de trabajo de posprocesamiento, etc.) a un hilo digital de extremo a extremo completamente conectado en toda una instalación de producción AM.

Estamos apenas al comienzo de este viaje, ya que este viaje va en paralelo con la madurez de la tecnología de impresión y los procesos de fabricación AM. AM-Flow se ve a sí mismo como una fuerza impulsora y el proveedor de soluciones de automatización del flujo de trabajo de hardware y software para la Smart AM Factory del futuro, y buscamos de manera proactiva la colaboración con todas las demás empresas que contribuyen a la cadena digital de eventos de la Smart AM Factory. de mañana. Creemos que habrá una colaboración más estrecha entre todas las empresas que aborden el rompecabezas de la automatización de las fábricas de impresión 3D. Para el cliente final, construir una Smart AM Factory es más que simplemente adquirir más impresoras, varias unidades de posprocesamiento, automatización del flujo de trabajo, etc.

François Leclerc, director de programas, Creaform

La próxima década, sin duda, estará llena de muchos desafíos, uno de los cuales parece ser el tiempo de comercialización, es decir, el tiempo necesario para desarrollar y producir productos nuevos (o de nueva generación). Con la mano de obra cada vez más escasa, habrá una presión cada vez mayor sobre las empresas para desarrollar productos más rápido.

Cualquier tecnología que ayude a acelerar el desarrollo de productos ayudará inevitablemente a resolver este problema. Por supuesto, el escaneo 3D, que es un activo importante cuando se trata de llevar objetos existentes a procesos digitales, sin duda será un contribuyente importante. Una vez que los datos han sido capturados con un escáner 3D, el software para procesar y usar los datos también será un aspecto crítico a considerar. Cada paso del proceso será cada vez más crítico y no se aceptará ninguna pérdida de tiempo.

Sam O'Leary, CEO, Soluciones SLM

No estoy seguro de poder decirle el problema, pero puedo decirle que sea lo que sea, encontraremos una manera de resolverlo a través de la colaboración, la innovación y la arquitectura abierta.

François Leclerc, director de programas, Creaform

El futuro de la impresión 3D será industrial o no, ese es el reto. Por eso en 3DCeram hemos hecho una elección tecnológica, la de la capota automatizable. Esta elección es incuestionable en un contexto industrial de producción en masa. ¡Sabemos que para producir mucho, se necesitan grandes plataformas de construcción, que también sean versátiles y en las que también sea posible imprimir piezas grandes!

Como sabemos, pasar a la etapa industrial implica un ritmo de producción que requiere la automatización del proceso. Y esto tendrá que hacerse con una interfaz de software fácil de usar, las diferentes etapas de la impresión 3D luego se controlarán de manera inteligente, con IA, iniciando la tirada y monitoreando la impresión, luego sistemas automatizados de filtración y limpieza, para obtener la parte final, lista para disparar!

En Formnext, en noviembre, presentamos una línea semiautomática que permitirá alcanzar tasas de producción relevantes con poco personal, para los fabricantes que deseen integrar la impresión 3D en sus talleres de producción.

Ma Jin-song, Gerente General, UnionTech

El mayor desafío es lograr el desempeño del producto a través de los requisitos de producción, lo que significa alta eficiencia, alta consistencia y alta estabilidad con bajo costo, a mediano y largo plazo, para lograr la fabricación distributiva.

Las soluciones incluyen:

1. Diseño: Adopción de nuevas plataformas de diseño, DfAM, etc.

2. Avance material: los materiales de impresión 3D, como fuerza impulsora para el desarrollo de la industria de la impresión 3D, siempre han jugado un papel fundamental en el desarrollo de la industria. Por lo tanto, los materiales de impresión 3D son una base importante para el desarrollo de la tecnología de impresión 3D. Hasta cierto punto, el desarrollo de materiales es uno de los principales factores que determinan si la impresión 3D puede tener una aplicación más amplia.

Esperamos que en 2023 y en el futuro, se desarrollen aún más las propiedades de los materiales, la implementación de materiales degradados y la impresión de múltiples materiales.

3. Los costos de impresión se reducirán aún más para cumplir con la tendencia de mayores volúmenes de producción.

4. Se seguirá desarrollando la tecnología de posprocesamiento: actualmente, el posprocesamiento es complejo y costoso

5. La cadena de procesos de fabricación digital se mejorará aún más para incorporar la demanda de modelos comerciales ágiles moldeados por la impresión 3D.

6. La tendencia de la intercomunicación de los equipos, así como los conjuntos de parámetros, serán necesarios a medida que se integre la cadena de procesos.

Li Tao, presidente y director ejecutivo de Shining 3D

El desafío de la ingeniería es la "precisión" y la "velocidad". Se refleja principalmente en el desafío de lograr capacidades de fabricación rápidas, estables y consistentes. Cómo lograr la consistencia en la calidad del producto y mejorar la estandarización del proceso de fabricación es también el valor en el que se enfoca Shining 3D al posicionar cada producto y solución en el mercado. En particular, en comparación con el proceso de fabricación sustractiva y la fabricación de moldes, el proceso de impresión 3D tiene más variables en términos de control de calidad de los productos impresos. Cómo monitorear y rastrear la calidad de todo el proceso será un desafío de ingeniería de sistemas, que implica la aplicación integral de tecnologías de ingeniería como varios sensores, medición 3D de la estructura interna y la apariencia, además de la capacidad de análisis proporcionada por algoritmos de software e IA.

La belleza natural de la impresión 3D radica en la fabricación de estructuras orgánicas más complejas. Con los requisitos cada vez más estrictos en el control de calidad de las piezas impresas, esto también plantea mayores desafíos para la tecnología de medición de dimensiones tridimensionales y de imágenes bidimensionales. Por lo tanto, las soluciones de inspección y escaneo 3D de alta precisión de Shining 3D también se utilizan cada vez más en la medición a gran escala de piezas fabricadas de forma aditiva. Para cumplir con el desarrollo acelerado de la cadena de valor, se cree que la integración sistemática de varias tecnologías de ingeniería relacionadas con el control de calidad es de vital importancia.

Gui Pei‑yan, director ejecutivo de HeyGearsEl desarrollo y la aplicación de una cadena digital es un desafío importante que debe afrontarse en el desarrollo de la fabricación aditiva porque los datos son el elemento clave en toda la producción inteligente.

Para hacer frente a los desafíos, dos cuestiones están estrechamente relacionadas. Por un lado, la cadena digital requiere la conexión efectiva del hardware de impresión 3D con el software para formar una solución integrada y digital basada en los requisitos reales de la aplicación. Por lo tanto, las tecnologías profesionales como el material digital, la inteligencia artificial, el software y el procesamiento de big data merecen atención e inversión.

Por otro lado, se debe tener en cuenta la mentalidad del consumidor. A medio y largo plazo, el aumento de los patrones de consumo de los consumidores y los cambios en los hábitos de consumo generarán un mayor nivel de demanda de aplicaciones de impresión 3D. Esto mejorará el desarrollo y el crecimiento de productos básicos de impresión 3D de alta tecnología y proveedores de servicios de alta calidad. Se puede rastrear el camino de la popularización de la tecnología, con el aterrizaje y la promoción de aplicaciones digitales en más campos, la impresión 3D desempeñará un papel más importante en nuestra vida, brindando más comodidad y beneficios.

Es necesario enfrentar los desafíos a través de la inversión en investigación y desarrollo tecnológico, para atraer, reservar e invertir continuamente en talentos. El desarrollo tecnológico puede traer hermosos cambios a la vida de las personas. El punto clave es comenzar siempre con los requisitos de la aplicación, combinar las capacidades industriales con la tecnología digital de impresión 3D subyacente e integrar de manera inteligente los procesos de producción, como la recopilación de datos, la gestión de datos, el diseño de modelos, los equipos de impresión 3D, los materiales de impresión 3D y el posprocesamiento.

Coexistirá la popularización de reducir la barrera de la tecnología de impresión 3D aplicada en comparación con los esfuerzos de investigación y desarrollo destinados al mercado de fabricación inteligente de alta gama. Con el desarrollo continuo de productos de impresión 3D para nuevas aplicaciones, creo que la industria de la impresión 3D traerá más beneficios a las personas en el futuro.

Jin Tian-shi, director general, Voxeljet China

Los próximos diez años serán una década en la que la tecnología de fabricación aditiva y las necesidades de los clientes interactuarán y se moldearán mutuamente.

La lógica de valor de la impresión 3D es sin modelo y de alto rendimiento. En esta década, veremos cómo la impresión 3D y la fabricación tradicional trabajan juntas.

El principal desafío para la impresión 3D para aplicaciones de producción en masa es reducir el costo total, mejorar la estabilidad del equipo y garantizar la consistencia de la calidad de los productos impresos.

Para solucionar estos problemas, debemos enfocarnos en la mejora integral continua de equipos, materiales, procesos y automatización.

Tomando la impresión de moldes de arena como ejemplo, veremos el surgimiento de proyectos de producción en masa de núcleos de arena complejos con una producción anual de 10,000 piezas y moldes de arena súper grandes con una sola pieza de 10 metros de largo y un peso único de más de 100 toneladas. .

Para cumplir con los requisitos anteriores, tecnologías como el reciclaje de material de arena, robots, detección automática, logística automática y nuevas técnicas de procesamiento posterior surgirán y se promoverán y aplicarán gradualmente.

Roger Uceda, Director de Transferencia de Tecnología, CIM UPC

El mayor reto de los próximos 10 años no será producir una pieza mediante impresión 3D que cumpla los requisitos para los que ha sido diseñada, sino fabricar miles o millones de piezas, con la plena confianza de que todas ellas cumplirán dichos requisitos.

Por ello es necesario trabajar en dos aspectos, el primero es la normalización, fundamental para dar cobertura legal a aquellos productos que fabricamos. Y el segundo, más importante, es asegurarnos de que las piezas que producimos tengan realmente las propiedades mecánicas, térmicas, ópticas… adecuadas. En el caso de la impresión 3D, los conocimientos en procesos de fabricación y materiales no serán suficientes. Las particularidades de esta tecnología requerirán una completa trazabilidad del material utilizado, así como de todos y cada uno de los parámetros con los que ha sido fabricado. En CIM UPC trabajamos no solo en el desarrollo de nuevas tecnologías de impresión 3D, sino en todo lo que implica el modelado de piezas que se están fabricando, con sistemas de seguimiento en tiempo real que permiten una trazabilidad total sobre el proceso, pudiendo garantizar que el 100% de las piezas que se fabrican están dentro de las especificaciones.

James DeMuth, director ejecutivo de Seurat Technologies

Generar cantidades masivas de energía limpia será uno de nuestros mayores desafíos en las próximas décadas. Seguido de cerca por el acceso a los recursos materiales. Por supuesto, hay muchas tecnologías que participarán en la solución de esto, inicialmente enfocadas en energías renovables intermitentes como la solar, eólica y mareomotriz, evolucionando hacia fuentes generadoras de carga constante como la geotérmica, hidroeléctrica y, en última instancia, la fusión nuclear. Aún continúa la carrera para determinar qué soluciones para la fusión (y la geotermia) serán las más efectivas, pero el mundo se beneficiará de la competencia y de un conjunto diverso de soluciones. Si la historia nos ha enseñado algo, es que a menudo encontramos nuestros mayores descubrimientos no en lo que estamos buscando, sino en lo que encontramos en el camino. Las tecnologías que resulten de la búsqueda de la fusión (láseres de próxima generación, magnetismo de alta potencia de próxima generación) tendrán aplicaciones incalculables que desbloquearán nuevos potenciales y capacidades. Nuestra empresa, Seurat, nació de la búsqueda de la fusión, aprovechando los láseres para la fusión, pero aplicados al procesamiento de materiales para lograr un alto rendimiento, alta calidad y una producción de piezas económica que compita con la fabricación convencional.

Joan Horvath y Rich Cameron, cofundadores, Nonscriptum LLC

Suponiendo que nos centremos solo en los desafíos de ingeniería en el universo de la impresión 3D, las primeras décadas del desarrollo de impresoras 3D se centraron principalmente en el desarrollo y la experimentación de hardware. Los últimos cinco años más o menos han sido impulsados ​​principalmente por la innovación de nuevos materiales. La próxima frontera es la confiabilidad y la facilidad de uso, y esperamos que el software para automatizar algunos de los conocimientos de los usuarios expertos sea el próximo gran conjunto de mejoras. Los avances en IA y en visión artificial pueden hacer contribuciones clave al corte, la impresión y la validación de piezas automatizados en la próxima década.

David J Webb, profesor de fotónica del 50.º aniversario, Universidad de Aston

El envejecimiento de la fuerza laboral es un problema en la ingeniería. Muchos ingenieros se encuentran en el grupo de edad de 40 a 60 años, sin experiencia en aditivos, incluso los mayores de 30 años tienen poca, lo que significa que se necesita más educación para mostrar los beneficios de los aditivos como una solución de ingeniería, por lo que la promoción de cursos adicionales para las personas que ya están en el lugar de trabajo, como CPD, se considerará esencial para avanzar.

La educación debe centrarse tanto en el software como en el avance de la tecnología y debe considerarse como una tecnología de fabricación convencional, no como un aficionado o para la investigación.

Esto se aplica también a la comunidad médica donde se utiliza software 3D como "Mimix" para ver tomografías computarizadas y resonancias magnéticas para ayudar en la cirugía. Additive puede ayudar a llevar esto más lejos mediante el uso de técnicas de corte e impresión para producir modelos 3D de los huesos, órganos y venas de los pacientes, nuevamente para ayudar en el diagnóstico y la cirugía.

Ryohei Yuasa, Investigador, Jefe de diseño de materiales Centro de Investigación de Diseño y Fabricación Digital para Circularidad Emergente, Universidad de Keio

Veremos una aceleración de los intentos de vincular materiales, productos y sistemas sociales, como el Pasaporte de Producto Digital. Se fabricarán cada vez más productos con información detallada sobre los materiales y el diseño para reducir la carga del reciclaje y la eliminación. Se preguntará a las empresas si pueden divulgar información sobre el nivel del nombre de grado de los materiales que utilizan.

Aurélien Fussel, director del programa de impresión 3D + experto sénior en fabricación aditiva

Operaciones de Servicios, Alstom

Los tres grandes retos son: formación, formación y… formación. Hago todo lo posible para apoyar el cambio de mentalidad con respecto a las reglas de diseño para la impresión 3D (DfAM) mediante la organización de aprendizaje electrónico, seminarios web y aulas. Desde el punto de vista del software de simulación, los parámetros de elementos finitos son cada vez más maduros, incluso si la validación final en el banco de pruebas sigue siendo obligatoria para las piezas críticas impresas en 3D. El cambio más rápido ocurre cuando las personas tocan piezas impresas en 3D y preguntan cómo pueden usar esta tecnología a diario.

Taso Arima, CEO y cofundador, IperionX

La próxima década no solo traerá desafíos significativos para el campo de la ingeniería, sino también para la gestión de la cadena de suministro. Esto incluye la escasez de recursos y la eficiencia. Con un suministro finito de materias primas, reciclar y reutilizar materiales es una estrategia crucial para satisfacer la creciente demanda de los consumidores. La implementación de tecnologías circulares es una solución esencial para preservar los recursos naturales y asegurar una producción sostenible.

Tome su teléfono inteligente como ejemplo, el dispositivo promedio utiliza una variedad de minerales críticos que incluyen cobre, telurio, litio, cobalto, manganeso, tungsteno y más. A medida que crece la demanda de teléfonos inteligentes y otros productos electrónicos de consumo, también crece la presión sobre el suministro de estos minerales críticos. La ONU informa que solo el 20% de los desechos electrónicos se reciclan anualmente, dejando el resto para llenar y contaminar nuestros vertederos. La implementación de tecnologías circulares es necesaria para reducir nuestro impacto en el medio ambiente tanto para la extracción de recursos minerales como para su vida útil posterior al consumo.

Frank Roberts, presidente, aditivo 6K

La fabricación aditiva incluida, por supuesto, pero también con la fabricación convencional, el apetito por materiales más avanzados seguirá siendo un foco para muchas aplicaciones avanzadas. Sin embargo, el énfasis en ESG seguirá aumentando a medida que los países y las empresas individuales agreguen más regulaciones y énfasis en la huella de carbono. La intersección de los dos temas es donde crecerá el desafío. Es posible que un material desarrollado recientemente no cumpla con los requisitos ESG y/o el método de producción puede causar problemas ambientales. ¿El mero hecho de que sea nuevo o sostenible hace que el precio sea demasiado alto para la producción en volumen? El costo y la sostenibilidad deberán converger para traer nuevos materiales con un elemento sostenible al mercado.

Los eventos geopolíticos, las guerras, las pandemias y la escasez de chips semiconductores han llevado la volatilidad de la cadena de suministro al frente de los desafíos en todo el mundo. Un enfoque no solo para EE. UU. sino para todos los países es la independencia de la cadena de suministro y la capacidad de reciclar material que ya existe en muchos lugares, incluidos equipos militares retirados, piezas al final de su vida útil y talleres mecánicos de tecnología sustractiva, por nombrar algunos. . La capacidad de recuperar metales preciosos que existen en estos componentes es un desafío, pero también la capacidad de convertir los materiales nuevamente en un producto utilizable a costos que en realidad son más bajos que el material virgen presentará un segundo desafío. Las tecnologías Leapfrog serán clave para ayudar a procesar materiales críticos para nuevas aplicaciones que aún no hemos visto.

Ian Falconer, Fundador, Filamentos a pescado

Cambio climático.

Se requerirá la captura directa de las emisiones de carbono para cerrar la brecha entre los ricos y los pobres del mundo, pero no es excusa para que los ricos ignoren las tecnologías y prácticas que minimizan las futuras emisiones de carbono. Necesitamos vincular la captura con la utilización como reemplazo del petróleo.

La captura directa de emisiones atmosféricas e industriales es un problema de gestión de residuos tanto como un problema de desarrollo tecnológico.

En los últimos años, hemos visto un cambio en la percepción pública con respecto al uso del océano como vertedero general para los desechos terrestres.

Existe una analogía con el uso de la atmósfera como vertedero de gases residuales industriales, pero el público aún no hace la misma conexión, quizás porque no vemos pájaros cantores envueltos en bandas sólidas de CO2 y no podemos organizar el CO2 a nivel comunitario. selecciones que empoderan a las personas. No existe un extremo positivo del espectro de participación física para las emisiones de carbono, solo impactos negativos a nivel geográfico o de población, y eso limita la forma en que las profesiones comunicantes pueden dirigir la atención al problema.

Entonces, necesitamos ver un conjunto de tecnología que permita la captura y reutilización directa de las emisiones de carbono y metano por parte de empresas y organizaciones, pero sin la necesidad de movilizar al público en general. Eso significa que tienen que ser baratos o preferiblemente rentables. El almacenamiento a través de la materialización y la reventa, en lugar del entierro, es un medio para reemplazar el petróleo crudo y el gas natural y eso podría permitir una captura de carbono rentable sin un subsidio excesivo de los contribuyentes.

Franco Cevolini, director ejecutivo, tecnología CRP

Desde mi perspectiva, los desafíos que enfrentaremos son algunos. Incluso si algunos de ellos son menos inmediatos o menos obvios, aún pueden generar grandes beneficios y una estrategia efectiva.

El primero se refiere al cambio a un nivel de producción eficiente donde todas las etapas y problemas típicos del proceso de producción en masa deben abordarse adecuadamente: desde la ejecución eficiente de pedidos hasta la optimización del proceso de embalaje y producción.

Nosotros, como grupo, estamos invirtiendo no solo en nuevas soluciones tecnológicas, sino en una combinación de actualización tecnológica con implementación de habilidades del personal.

Ahora más que nunca, lograr la excelencia requiere comprender el impacto de la producción en términos de confiabilidad de las piezas. Este es y siempre ha sido un tema central de la fabricación aditiva, donde una variedad de factores deben categorizarse, controlarse y monitorearse minuciosamente.

El sistema de calidad en el proceso de fabricación aditiva todavía representa un largo camino en el que se debe enfocar, coordinar y desplegar una gama completa de actividades.

Entre estos, la Automatización de Procesos está adquiriendo una enorme importancia. La tecnología aditiva ha evolucionado y sus posibles aplicaciones están en constante crecimiento con la adopción de nuevos modelos. Por supuesto, esta expansión necesita ser guiada y requiere establecer nuevas rutinas para mejorar los resultados ya alcanzados. Esta es una actualización delicada ya que la automatización está comúnmente conectada a números a gran escala, mientras que aquí tiene que coexistir con volúmenes bajos y bastantes variables que juegan un papel importante.

Stephan Beyer, cofundador y director de riesgo de nFrontier

La calidad de las piezas, los costos, la disponibilidad son clave y se pueden resolver con las tecnologías existentes... no es necesario inventar más.

Pero quedan dos desafíos verdaderos y restantes. Sostenibilidad y digital. El diseño automatizado, los gemelos digitales, la integración CAM/PLM son solo algunos de los temas abiertos en los que aún se deben desarrollar herramientas digitales. En segundo lugar, AM todavía tiene que demostrar su impacto en la sostenibilidad, no solo en el lavado ecológico.

John Olhoft, presidente de LulzBot

Cerrar la brecha entre el diseño 3D y la creación de objetos físicos. Tal como está ahora, hay un gran número de notables innovadores e ingenieros que están demasiado intimidados o no tienen el tiempo para invertir en el diseño 3D. Creo que un software más intuitivo, junto con las ganancias rápidas disponibles con la impresión 3D, ayudará a que el diseño 3D sea un obstáculo menor durante la próxima década.

John E. Barnes, Director General, y Laura Ely, Directora de Programas, The Barnes Global Advisors

El mayor desafío de ingeniería está aquí: crear el equipo adecuado. ¿Cómo creamos equipos técnicos con las habilidades adecuadas para resolver los problemas complejos de la década? ¿Cómo informamos a la gerencia cuyo trabajo es sostener el negocio con evoluciones técnicas cada vez más complejas? El futuro es el equipo. El futuro es el conocimiento. Y el futuro es la tecnología. Pero la tecnología sin conocimiento para absorber, comprender y utilizar no tiene sentido. El futuro es un deporte de equipo porque el futuro es complejo. Necesitamos más cerebros y necesitamos más apertura para aprovechar el potencial del cerebro independientemente del sexo, la raza, la religión o cualquier otra cosa. Solo necesitamos cerebros que estén interesados ​​en resolver estos problemas.

Steven Camilleri, CTO y cofundador de SPEE3D

Uno de los temas clave es el desarrollo de nueva tecnología que resuelva los problemas de forma más sostenible que antes, con mayor eficiencia y menos residuos y excesos. Este debería ser un objetivo clave, especialmente para la industria de la impresión 3D. Por ejemplo, la impresión 3D no debe limitarse a la creación de piezas nuevas; también debe utilizarse cada vez más para reparar, restaurar y modificar piezas. Resolver problemas al fabricar partes cerca del punto de necesidad elimina la energía de transporte y las emisiones que de otro modo se necesitarían para mover las partes. La impresión 3D de metal (particularmente nuestro proceso de pulverización en frío) es una de las formas más eficientes de hacer esto, ya que produce piezas de manera responsable, rápida y económica. Es necesario desarrollar tecnologías que permitan la fabricación simple y conveniente de piezas nuevas utilizando material recuperado de piezas viejas; esto realmente solo es posible en este momento con materiales metálicos. Todas las tendencias apuntan a un aumento continuo de la atención hacia la impresión 3D como herramienta para fabricar piezas y resolver problemas de forma más sostenible.

Joshua M. Pearce, Ph.D., Cátedra John M. Thompson en Tecnología de la Información e Innovación, Western University

El mayor desafío que tenemos es eliminar nuestra dependencia de los combustibles fósiles, su contaminación y, por lo tanto, la desestabilización del clima. Podemos hacer esto con una combinación de energía solar fotovoltaica, que ya produce la electricidad menos costosa del planeta y carbón compensado (la contaminación del aire por carbón ya mata a 52,000 estadounidenses cada año). La electrificación de la calefacción (las bombas de calor alimentadas por energía solar ya son económicas en el norte de EE. UU. y Canadá) y puede reemplazar gran parte de nuestro uso de gas natural. Finalmente, la electrificación del transporte se puede lograr con vehículos eléctricos, que también son económicos. Curiosamente, en todos estos casos, estamos fabricando con restricciones para energía fotovoltaica, bombas de calor y vehículos eléctricos (en particular, baterías). También hemos sido testigos de la reducción del tiempo de fabricación de la impresión 3D, la fabricación de productos superiores y el ahorro de costos. Ya hay alguna evidencia de esto en estos campos (por ejemplo, impresión 3D de estanterías solares de bajo costo). En el futuro, creo que podemos esperar ver energía fotovoltaica impresa en 3D, intercambiadores de calor en bombas de calor y baterías eléctricas para ayudarnos a dejar la adicción a los combustibles fósiles.

Dr. Ingo Ederer, director ejecutivo, voxeljet

Bueno, esta es una pregunta difícil. Desde mi punto de vista, los humanos necesitan alejarse de los fósiles y pasar a fuentes de energía renovables a gran escala. La energía eólica y solar debe estar disponible a bajo costo y, por último, pero no menos importante, necesitamos tecnologías de almacenamiento adecuadas. Las tecnologías de fabricación juegan un papel importante en la solución de estos problemas, ya que están asociadas con los costos del producto pero también con la eficiencia del producto. En este sentido, 3DP también jugará un papel clave en el dominio de estas tareas.

Alan "Pooch" Puccinelli, Fundador, Repkord LLC

Trabajamos con paradigmas de fabricación anticuados y, a menudo, dependemos de proveedores en el extranjero para producir las piezas que necesitamos de forma económica. Los factores políticos, así como los aumentos en los costos de energía y envío, hacen que esto sea cada vez menos atractivo a medida que pasa el tiempo. En lugar de depender de centros de fabricación masivos, necesitamos desarrollar sistemas más pequeños de fabricación distribuida que nos permitan minimizar los costos de transporte y avanzar más hacia la fabricación bajo demanda que pueda pivotar fácilmente en función de la demanda regional. El problema en mi mente no es de tecnología, sino de logística y conocimiento comercial. Las comunidades deben estar mejor empoderadas para producir sus propios bienes, tanto como un medio de independencia como para apoyar sus economías locales.

Thomas Batigne, director ejecutivo, Lynxter

AM funcional flexible x10 veces más rápido por la misma calidad y costo. El software de fabricación basado en datos, el monitoreo integrado y CAD/CAM, la optimización de los efectores y la sugerencia inteligente para el usuario deberían permitir esto. Requiere un compromiso masivo de todo tipo de ingenieros y doctores. para lograrlo, y un tiempo significativo para que se adopte. ¡Eso nos mantendrá ocupados!

Dr. Wilderich Heising, Socio y Director Asociado, Boston Consulting Group (BCG)

Mirando el alto nivel de calidad en las piezas que pudimos presenciar en Rapid y Formnext en 2022, me da mucha confianza, que AM está aquí para quedarse. La calidad ha alcanzado niveles muy decentes que nos permiten pasar de la creación de prototipos a la fabricación y la producción de piezas de uso final. Esta transición será un importante desbloqueo para el crecimiento de la fabricación aditiva en los años venideros en muchas industrias. Sin embargo, dominar la transición de la creación de prototipos a la fabricación también será uno de los desafíos clave a superar para la industria de la impresión 3D. Creo que no veremos una tecnología de "talla única" que satisfaga las múltiples necesidades de las diversas aplicaciones actuales y futuras en la impresión 3D. Eso significa que necesitaremos ver más avances en las diversas tecnologías disponibles para que se ajusten completamente al propósito de aplicaciones específicas. Pero no debemos mirar solo una tecnología, debemos considerar la interacción entre el material, la tecnología y el software y debemos optimizar este ecosistema en su conjunto para ofrecer soluciones para las necesidades específicas de los clientes y no solo una oferta tecnológica. Este será un paso clave en el avance de la industria de fabricación aditiva.

Angel Llavero, CEO, Meltio

Desde nuestro punto de vista, estamos convencidos de que en los próximos años veremos una demanda creciente por parte de diversas industrias de instalar sistemas híbridos de impresión 3D en sus centros de producción locales. A ese proceso lo llamamos hibridación de soluciones de impresión 3D de metal para el sector industrial. En Meltio vimos esta necesidad hace unos años, y por eso patentamos nuestra tecnología de impresión 3D de metal con láser de hilo, cuyo cabezal puede integrarse en una máquina CNC o en un brazo robótico. Las industrias de minería, petróleo y gas, defensa, automoción, aeroespacial y centros educativos de ingeniería, entre otras, ya no buscan instalar decenas de impresoras 3D de metal para fabricar piezas, sino que están interesadas en instalar sistemas de fabricación híbridos que incluyan la capacidad para fabricar piezas metálicas 3D en tiempos más cortos y con costos más bajos y altos niveles de confiabilidad de la pieza en sus equipos CNC.

Esta es una revolución industrial en la fabricación gracias a la impresión 3D en metal a la que Meltio responde y responderá en el futuro innovando con nuevas soluciones de hardware y software. En la planta de producción del futuro, estoy seguro de que veremos estos sistemas híbridos instalados junto con fresadoras CNC, configuraciones de moldeado, taladradoras, tornos y otras configuraciones familiares en el mundo de la fabricación tradicional y sustractiva.

La interacción continúa con moldes impresos en 3D y otras piezas para equipos convencionales. Este es un nuevo paradigma para la fabricación aditiva en metal: la planta de producción del futuro se parece a la fabricación eficiente y a la producción local de piezas impresas en metal.

Dr.-Ing. Vincent Morrison, director general, AIM3D GmbH

Con el amplio uso de AM en la producción en serie, tendremos que resolver la situación de que la tasa de desechos del proceso AM sigue siendo bastante alta en comparación con otros procesos de producción conocidos. Incluso cuando se considera el hecho de que los procesos de extrusión de material y fusión de lecho de polvo pueden alcanzar altas tasas de reciclaje, el reciclaje de piezas de desecho no resolverá esta situación, ya que aún se pierde tiempo y energía en la máquina, incluso si el material pudiera reutilizarse. Para superar esto, el desafío para todos los procesos AM es estabilizar su tasa de desechos muy por debajo del 2 %, incluso con altos rendimientos.

El principal problema, y ​​por lo tanto el problema a resolver para el mundo AM, es la gran cantidad de parámetros que se deben monitorear durante la impresión, especialmente si se tiene en cuenta el largo tiempo de construcción de las piezas. Los enfoques típicos, como la inspección de piezas en proceso con sensores láser, son demasiado lentos y destruirán los parámetros económicos de las impresoras.

En base a esto, necesitamos cambiar nuestra visión sobre el control de procesos mediante el uso de PLC de alto rendimiento y nuevos enfoques de sensores con sus respectivas posibilidades. Tal vez también necesitemos implementar controles de procesos de IA neural complejos en las máquinas para hacer frente a la gran cantidad de datos y espacios de estado de proceso.

Ramsey Stevens, CEO, nano3Dprint

En los próximos diez años, el desafío de ingeniería más importante para la electrónica impresa en 3D será la creación de métodos eficientes, económicos y escalables para fabricar electrónica de alto rendimiento.

La fabricación aditiva tiene el potencial de revolucionar la forma en que se fabrican los dispositivos electrónicos; permite a los usuarios producir en masa estructuras y dispositivos electrónicos flexibles en una amplia gama de sustratos. Sin embargo, se deben superar desafíos técnicos para que esto suceda, como desarrollar nuevas clases de tintas y materiales imprimibles en 3D con mayor resolución, mayor rendimiento y estabilidad.

Para crear dispositivos electrónicos avanzados de múltiples materiales con precisión y rapidez, debemos desarrollar nuevas técnicas de impresión 3D que permitan la impresión simultánea de múltiples materiales y la integración de diferentes funcionalidades. Esto requerirá avances en software y algoritmos de control para lograr una producción rápida y eficiente de productos electrónicos impresos de alta calidad. También requerirá el desarrollo de hardware preciso, rápido y energéticamente eficiente.

Para automatizar el diseño, la optimización y el control de procesos que permiten impresiones más rápidas, necesitaremos nuevas soluciones de aprendizaje automático. Para garantizar que las piezas impresas se adhieran a las especificaciones y estándares, también será necesario crear y aplicar métodos de control de calidad actualizados.

Es necesario un enfoque interdisciplinario para resolver estos desafíos; implicará trabajar en colaboración con expertos en ciencia de materiales, química, física e ingeniería.

Bradley Rothenberg, director ejecutivo, nTopología

El mayor desafío de ingeniería de esta década es revertir el cambio climático. No solo se requiere una tecnología mágica para resolver esto, sino que se necesitará un esfuerzo colectivo en toda la industria que requiera nuevos procesos de diseño. La impresión 3D y la ingeniería avanzada ayudarán a abrir el espacio de diseño para ofrecer productos con los que solo podíamos soñar una vez. Por ejemplo, algunos de nuestros clientes están trabajando en fusión nuclear, agricultura sostenible y reducción de nuestra huella de carbono.

Una cosa que sé con certeza es que las formas heredadas de diseño no conducirán a las innovaciones necesarias para abordar el cambio climático. Ahora tenemos toda una nueva generación de ingenieros capacitados en una forma de pensar que prioriza la AM. Estoy entusiasmado con su potencial para ayudarnos realmente a resolver este importante problema humano.

Jarek Pieniazek, director de desarrollo de nuevas ofertas, Sinterit

Los crecientes conflictos políticos de los poderes económicos ralentizarán la tendencia de la producción global. Por lo tanto, la producción nacional aumentará. Los mayores desafíos serán el uso de recursos limitados y los problemas con los costos y la producción de energía.

No existe una tecnología única, pero sin duda será fundamental aprovechar más fuentes locales. Es un lugar para la impresión 3D y la producción de bajo volumen. La precisión y repetibilidad cada vez mejores de las impresiones será un desafío, pero el precio por impresión será clave.

René Kreissl, Jefe de la Unidad de Negocios de Fabricación Aditiva, TRUMPF

Con nuestro enfoque en la industrialización de las tecnologías Metal AM, uno de los mayores desafíos que enfrentaremos es aumentar la productividad de nuestros sistemas mientras mantenemos una alta calidad de las piezas. Esto es extremadamente importante para ampliar los casos de uso de AM y aumentar la idoneidad de AM para la producción en serie de gran volumen, por ejemplo, para la industria automotriz.

Los grandes desafíos de ingeniería siempre requerirán grandes soluciones de ingeniería y desbloquear mundos tecnológicos para las generaciones venideras, es lo que hacemos en TRUMPF. Para nuestros sistemas TruPrint PBF, ya estamos integrando varios enfoques tecnológicos nuevos que aumentarán la productividad y la calidad de las piezas en muchos aspectos. Una de esas innovaciones es la opción de fabricación híbrida o 'Preforma' que lanzamos para la TruPrint 5000 en Formnext 2022.

Lo consideramos un hito importante en la industrialización de las tecnologías aditivas para combinar tecnologías siempre que tenga sentido. Además, otra función es una función de automatización para nuestra máquina más pequeña, la TruPrint 1000, en la que se pueden producir automáticamente hasta cuatro placas de sustrato sin necesidad de detener el proceso PBF. Manténgase curioso: veremos algunos avances tecnológicos masivos esta década y estamos felices de estar en el asiento delantero.

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Michael Petch es el editor en jefe de 3DPI y autor de varios libros sobre impresión 3D. Es un orador principal habitual en conferencias de tecnología donde ha realizado presentaciones como la impresión 3D con grafeno y cerámica y el uso de la tecnología para mejorar la seguridad alimentaria. Michael está más interesado en la ciencia detrás de la tecnología emergente y las implicaciones económicas y sociales que la acompañan.