Encuesta ejecutiva de la industria de la 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 expertos en fabricación aditiva mirando una bola de cristal para pronosticar las tendencias para 2023 en la industria.

La encuesta para ejecutivos de la industria de la impresión 3D de 2023 amplía el alcance y plantea dos preguntas a los expertos en impresión 3D. ¿Cuál es el mayor desafío de ingeniería de la próxima década? ¿Qué tecnología se necesitará para solucionar esto?

Los enfoques para responder a esta pregunta variaron; algunos optaron por abordar desafíos específicos del avance de la fabricación aditiva en los próximos diez años. En la mente de los ejecutivos están en primer plano 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 sistemas inteligentes de gestión de producción, diseño de piezas y redes neuronales basadas en 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 cuestiones globales críticas como la descarbonización, la electrificación del transporte, la producción de energía verde y la Industria 4.0? ¿Qué resultados obtendrá la combinación de la impresión 3D con tecnologías emergentes como el descubrimiento computacional de materiales, 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 los coches voladores. Instálese 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 la impresión 3D aquí. Suscríbase a nuestro boletín gratuito para recibir noticias, análisis e información periódica sobre la fabricación aditiva.

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Dr. Brent Stucker, director de tecnología - Fabricación aditiva,Sistemas 3D

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 los 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 todavía hay un papel más importante para la FA para acelerar la producción y el rendimiento de los vehículos, así como la generación, transmisión y almacenamiento de electricidad.

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

Cuando se piensa 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 y al mismo tiempo 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 hemos generado y distribuido ahora 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 implican 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 una reducción del peso, lo que a su vez puede ayudar a mejorar la eficiencia y el rendimiento. Poder procesar varios materiales dentro de la misma impresora 3D lleva la consolidación y eficiencia de piezas a un nivel completamente nuevo para baterías y motores eléctricos. Además, los beneficios estándar de la fabricación aditiva para otras industrias, incluida la capacidad de lanzar nuevos productos al mercado más rápidamente con menos ensamblaje y mano de obra, pueden ayudar a acelerar las transformaciones de los vehículos eléctricos a medida que aumenta la demanda.

Guy Menchick, director de tecnología,Stratasys

Mientras los fabricantes de todo el mundo siguen sintiendo la presión del aumento de los costos en toda la cadena de suministro, el mayor desafío a superar, casi universalmente, es poder reducir los costos para seguir siendo competitivos. En el caso de la impresión 3D específicamente, ocurre lo mismo: es fundamental seguir reduciendo el coste por pieza, para que podamos seguir desplazando la fabricación tradicional por la fabricación aditiva en más aplicaciones. Al mismo tiempo, debemos mantener y mejorar propiedades esenciales que son críticas para el rendimiento, como la precisión, el acabado superficial y las propiedades mecánicas. Esto depende principalmente de dos factores clave: los sistemas y los 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. Una resolución cada vez mayor significa gotas más pequeñas. Las pequeñas gotas reducen el rendimiento. Para compensar, a menudo se añaden más cabezales de impresión, lo que aumenta el precio. Afortunadamente, estas tecnologías de impresión 3D han seguido la 'Ley de Moore', lo que esencialmente significa que las velocidades y capacidades del sistema se duplicarán aproximadamente cada dos años sin ningún aumento en 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 una importante ganancia de rendimiento en los próximos años, sin que esto necesariamente se refleje en el costo base.

Nikolai Zaepernick, director comercial y director general,EOS

Un gran desafío reside 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 finales. El desafío es reducir el costo por pieza a lo largo de toda la cadena de valor manteniendo al mismo tiempo las promesas de calidad.

Para empezar, existe un enorme potencial para reducir el coste por pieza y abrir nuevas aplicaciones reduciendo los soportes en la impresión 3D en metal. Al pasar a un sistema sin soporte, estamos mejorando el proceso de fabricación aditiva desde el punto de vista económico, medioambiental y en términos de tiempo. (No necesitar construir soportes durante la construcción significa que se derretirá menos material en el lecho de polvo, lo que aumenta la tasa de construcción y los costos de eliminación del soporte).

En el futuro, nuevas herramientas de software de soporte gratuito 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, un menor consumo de material y un ahorro de recursos de posprocesamiento.

Frank Carsten Herzog, fundador y director general,Grupo HZG

El mayor desafío 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 de AM, al tiempo que se reducen los costos para que pueda usarse para la fabricación de grandes volúmenes de piezas y productos. ¡Una tarea enorme!

Cuando se trata de impresoras 3D, veremos más máquinas que combinen con éxito las ventajas de sistemas establecidos que hasta ahora han funcionado 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 existe un alto potencial para el software. El elevado esfuerzo de diseño manual se reducirá, por ejemplo, mediante un software inteligente. Los usuarios se beneficiarán, al igual que la producción, ya que las máquinas podrán controlarse de forma más eficiente.

Dr. Gregory Hayes, vicepresidente senior 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 y el almacenamiento de energía verde. La energía eólica, solar, de fusión y de fisión enfrentan desafíos de fabricación que requieren fabricación aditiva debido a sus componentes únicos e intrincados. 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 la AM para reducir la huella de las organizaciones de los clientes en nuestro medio ambiente.

André Wegner, director ejecutivo,autenticar

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 pasan a un segundo plano, 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 con palabras, no con geometrías. Los diseños geométricos, incluso los anotados, son cajas negras que comunican claramente sólo una fracción de las ideas utilizadas para generarlos. Se pierden los conductores de los clientes, las restricciones de máquinas/materiales y la experiencia en ingeniería. Una nueva semántica que nos permita comunicarnos con palabras permitiría a los algoritmos determinar nuevas opciones de fabricación cuando cambie cualquier entrada, como se describe a continuación.

En segundo lugar, necesitamos ofrecer herramientas algorítmicas generalizadas que nos permitan tomar la información semántica y definir procesos, parámetros y diseños de producción. Estas herramientas ya están en desarrollo, pero apenas se utilizan más allá de la optimización de la 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 plenamente capaces de expresar sus capacidades. No sólo según lo diseñado, sino también según el perfil de uso y el entorno. Los algoritmos deben poder consultar: dado su perfil de uso, ¿qué tolerancia puede mantener?, entre muchas otras consultas.

Wayne Davey, director global de comercialización,Personalización HP e impresión 3D

Uno de los desafíos más obvios que enfrentaremos no sólo en los años sino en los meses venideros es el del cambio climático. A medida que avanzamos hacia el nuevo año, la sostenibilidad seguirá siendo una prioridad en la agenda tanto para las marcas como para las empresas, lo que dejará de ser solo una tendencia para convertirse en un requisito. Por lo tanto, a medida que las organizaciones aceleran sus iniciativas de sostenibilidad, los fabricantes, las marcas y otras organizaciones deben analizar sus procesos comerciales y de flujo de trabajo de manera integral, para garantizar que estén entregando soluciones de extremo a extremo con un menor impacto ambiental. Eso incluye todo, desde los materiales que ofrecen y de dónde los obtienen y cómo los reciclan o reutilizan, hasta la tecnología de fabricación que utilizan y cómo manejan los residuos.

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 tomadores de decisiones en fabricación digital y 3D 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 más 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 y al mismo tiempo utilizar 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 de uso en cada vez más industrias 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 interesantes.

Dr. A.S. Johannes Homa, director ejecutivo,litografías

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

Trabajar para lograr soluciones respetuosas con el medio ambiente y superar estos problemas será la principal prioridad de la ingeniería durante la próxima década. Obtener energía renovable, permitir materiales nuevos y más sostenibles y, sobre todo, reducir la cantidad de energía necesaria durante la producción son los principales objetivos de las empresas en este momento, y la clave de todo ello 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 la 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 impulso real en la carrera por la eficiencia.

Desde un punto de vista tecnológico, la impresión 3D supondrá, como primer paso, rediseñar 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 piezas, también es importante impulsar el progreso de la tecnología en sí. Durante la próxima década se desarrollarán y lanzarán próximas generaciones de técnicas de impresión 3D, lo que permitirá la realización cada vez más rápida de componentes cada vez más complejos y precisos.

Bas de Jong, director de operaciones,3TUMENTE

A medida que los modelos de fabricación distribuida sigan evolucionando y adquiriendo una nueva adopción, uno de los mayores desafíos de ingeniería será estandarizar los procesos de producción para la fabricación aditiva y calificar 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 sitios de producción o proveedores de piezas.

Para resolver esto, es necesario un enfoque doble. En primer lugar, es necesario que los principales fabricantes de equipos originales y de materiales colaboren 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 desempeñarán un papel fundamental en la ejecución de estos estándares de producción en diferentes herramientas de software y al mismo tiempo protegerán la información de propiedad intelectual.

Aunque el desafío no es tanto para los ingenieros como 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 renovables es fundamental para la lucha contra el cambio climático. Se requiere una gran cantidad de tecnologías 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 estacionario de energía crece a medida que las redes eléctricas necesitan almacenar el exceso de electricidad generada 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, la eólica y la nuclear, debe aumentar drásticamente para reducir con éxito la dependencia de la energía generada con combustibles fósiles.

Un contribuyente importante para facilitar esta transición a las energías renovables es la fabricación aditiva. La fabricación aditiva no sólo puede utilizarse para mejorar el rendimiento, la eficiencia y la seguridad de determinadas fuentes de energía sostenibles, como las turbinas eólicas, sino que también puede utilizarse para reducir los costes de instalación de fuentes de energía renovables, 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 las energías renovables se produzca a nivel mundial.

Kevin Nichols, director ejecutivo,Equiesferas

Durante la próxima década, necesitamos transformar nuestros sistemas de producción y uso de energía hacia un modelo sostenible. Este es un desafío general que no tendrá una solución única, pero la fabricación aditiva será un importante facilitador de la gama de soluciones que reúnen cadenas de suministro más eficientes y resilientes, un transporte más eficiente desde el punto de vista energético y una producción impulsada 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 baterías mejorada y vehículos más ligeros y resistentes. También tiene el potencial de ser una opción de fabricación más sostenible, pero para lograr esa ventaja a la escala que necesitamos se 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 fabricando a gran escala durante décadas y utilice ese conocimiento para diseñar sistemas y procesos de fabricación aditiva. A medida que la AM evoluciona desde una tecnología principalmente 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 seguir impulsando la colaboración entre los expertos en tecnología y los expertos en fabricación para acelerar la adopción de la fabricación aditiva de una manera que la haga más capaz de ayudar a resolver desafíos generales, al ser más rápida, 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 que garantice que la impresión 3D pueda satisfacer las necesidades técnicas y los requisitos de control/calidad que exigen los fabricantes. La mayoría de los materiales de impresión 3D son aproximaciones a materiales estándar de grado de ingeniería. Estas aproximaciones necesitan estar más alineadas. El control de procesos se ha implementado en la fabricación desde hace muchos años. Es necesario que haya desarrollo para aplicar esto más seriamente a los aditivos.

Krzysztof Wilk, director de I+D,3DGencia

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

Además, en la próxima década será posible esperar el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas y de fabricación que apoyen 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 repuestos 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, director general de ventas para EMEA,Mimaki Europa

Desde la perspectiva de Mimaki, está ampliando los materiales que podemos utilizar 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 pasar 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,Manto

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, y al mismo tiempo reduzca los costos.

Dra. Cora Leibig, directora ejecutiva y fundadora,Materiales cromáticos 3D

El mayor desafío de ingeniería de la próxima década será crear robótica que pueda realizar tareas complejas con instrucciones simples; por ejemplo, herramientas para ayudar a las personas mayores con las tareas domésticas. Para lograrlo, necesitaremos tecnología de fabricación que pueda adaptarse para satisfacer demandas muy específicas.

Gavin Jeffries, fundador y director de tecnología,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 la bioimpresión 3D, donde pasaremos de simples demostraciones de construcción de impresión de material biológico a la generación de secciones de tejido vivo esenciales para el desarrollo farmacéutico y el uso terapéutico. . Es probable que la atención se centre en tejidos humanos específicos de cada paciente, ya sean alogénicos o autólogos, con énfasis en el establecimiento de soluciones bioimpresas personalizadas.

A la hora de construir tejidos específicos para cada paciente, la bioimpresión 3D es sólo el primer paso de 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 función de los tejidos. También será necesario establecer nuevas tecnologías de administración para aprovechar los beneficios terapéuticos y al mismo tiempo proteger los tejidos de las respuestas inmunitarias.

Las redes nacionales y los organismos reguladores están empezando a participar en este viaje, y las respuestas se ven ahora 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 enfocados en la transición hacia el uso de tejidos diseñados en lugar de animales o sistemas biológicos simples.

Luo Xiao-fan, director ejecutivo,Polifabricante

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 altamente 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 llevado a una serie de desafíos que la industria de la impresión 3D aún enfrenta: 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, se 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 hay que decir que se han sentado unas buenas bases. Lo que se necesita a continuación es desarrollar un software de simulación basado en estos modelos físicos precisos y verificados como 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 se puede construir en base a tecnologías y requisitos de aplicación específicos; 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 mucha inversión y esfuerzos multidisciplinarios, pero este es también el umbral técnico que debe superarse para que la fabricación aditiva alcance aún más su potencial y se convierta verdaderamente en una tecnología de fabricación convencional. Nosotros (Polymaker) también hemos invertido mucho y hemos progresado mucho con muchos socios en los últimos años. En 2023 tendremos soluciones más profundas para afrontar el mercado, y aquí también puedes esperarlas.

Hardik Kabaria, vicepresidente de software,Carbón

Hay ciertos puntos débiles en el espacio de diseño y fabricación que deberán abordarse mediante soluciones de ingeniería integradas en los próximos años. Por ejemplo, cuando los ingenieros diseñan productos, existe una cantidad significativa de trabajo manual que puede ser repetitivo durante el proceso de diseño de componentes mecánicos y eléctricos mientras se utilizan paquetes de software CAD y CAE. Sólo en los últimos años se han producido avances significativos hacia la automatización de los procesos de diseño para contrarrestar esto, con herramientas como redes neuronales basadas en 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 utilizados 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 a la innovación y retrasos en el tiempo de comercialización. Sin embargo, se están realizando avances en la industria de fabricación aditiva que proporcionan una mayor alineación entre los procesos de creación de prototipos y de fabricación, y anticipo que esto se simplificará 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 necesitan lidiar con circuitos 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 de productos –desde placas de circuitos impresos y chips hasta grandes piezas mecánicas como palas de turbinas y alas para aviones–, por lo que estos circuitos 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 racionalizados, lo que ayudará a las empresas a crear mejores productos y lanzarlos al mercado más rápidamente.

Shon Anderson, director ejecutivo,B9Creaciones

A medida que los factores ambientales, sociales y de gobernanza (ESG) sigan convirtiéndose en una preocupación cada vez mayor 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 manufacturero en el medio ambiente, desde la reducción de residuos frente a la fabricación sustractiva hasta la reducción de la huella de carbono y el viaje de piezas mediante la impresión en el sitio, 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 senior,TintaBit

Centrarse en nuestra propia industria, la precisión dimensional, las propiedades de los materiales y el costo por pieza aún son desafíos por resolver. La fabricación aditiva tiene que poder 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. Para Inkbit es una prioridad reducir el costo por pieza y ser competitivo con las tecnologías tradicionales, así como con otros procesos de fabricación aditiva, y al mismo tiempo ofrecer la precisión dimensional y la calidad estructural general que la gente busca en la fabricación aditiva. Las propiedades de los materiales también son un factor crucial; nuevamente, los diseñadores no deberían tener que elegir entre material y forma, ya que no pueden tener ambos porque AM no ofrece el material, pero lo tradicional no permite geometrías complejas, se supone que AM Ofrecen verdadera libertad de diseño, pero la verdad es que 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 a 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,Robots

Nuestra experiencia en la fabricación aditiva de piezas con materiales termoplásticos de altas prestaciones ha demostrado en los últimos años su capacidad para integrarse 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 la producción. Roboze ya está trabajando en ambos frentes, proponiendo no sólo tecnologías y materiales innovadores, favorecidos por nuestra fuerte naturaleza en la investigación y el desarrollo de ecosistemas completamente nuevos y competitivos, sino también modelos comerciales y financieros más sostenibles.

Edward Feng, fundador y director ejecutivo,elevar3d

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 utilizando el marco TOE: T para Tecnología, O para Estructura organizacional y E para Medio ambiente. Los mayores desafíos de los próximos diez años probablemente se den en estos tres aspectos.

En términos de tecnología, se refiere a la compatibilidad entre rutas técnicas antiguas y nuevas, como posibles iteraciones de tecnología y si la automatización puede soportarla, 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 que una organización mida si puede permitirse el lujo de tener una cierta tolerancia al fracaso de la innovación, si el beneficio 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 del medio ambiente, 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 el TOE es diferente en Europa, Estados Unidos y Asia cuando se enfrenta a nueva tecnología. Las diferencias existen incluso entre campos, industrias y empresas. Por 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,laboratorios de form

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 tan rentables como los sistemas actuales. La impresión 3D respalda ambos desafíos, permitiendo una producción local eficiente y rentable y brindando la capacidad de personalizar guías para el consumidor a escala sin aumentar los costos de material o mano de obra.

Por ejemplo, Formlabs Automation Ecosystem proporciona un aumento de productividad tres veces mayor, al mismo tiempo que ahorra hasta un 80 % en mano de obra, reduce el coste por pieza en un 40 % y reduce los residuos de embalaje hasta 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 para que se ejecuten durante la noche y el fin de semana, haciendo realidad la producción en masa.

Philipp Kramer, director de tecnología y cofundador,TinteMansión

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

Planificar, fabricar e instalar fuentes de energía sostenibles, como paneles solares o baterías, requiere gente muy cualificada y mucho esfuerzo. Tomemos como ejemplo la instalación de paneles solares en el tejado de nuestra casa. Alguien necesita planificarlo, es necesario fabricar piezas y técnicos altamente capacitados deben instalarlo. Automatizar partes de este proceso y reducir la necesidad de personal calificado (por ejemplo, a través de AR) será clave para satisfacer la creciente demanda de energía.

Dr. Vladimir Navrotsky, Jefe de Tecnología de Fabricación Aditiva,Energía Siemens

Los mayores desafíos 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 en la solución de 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 utilizar hasta un 100 por ciento de hidrógeno. Las palas y paletas de turbinas de aleación de alta temperatura diseñadas y fabricadas por AM aumentarán significativamente la eficiencia de las turbinas y, como resultado, reducirán el consumo de combustible y las emisiones.

El uso de AM para producir pilas 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 persistentes interrupciones en la cadena de suministro y el cambio climático. La fabricación descentralizada con inventario digital puede desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de procesos más ecológicos y resilientes al eliminar el inventario físico y producir solo la cantidad necesaria, en cualquier momento y en cualquier lugar. La impresión 3D ya se ha consolidado como un método de producción serio para lograr este objetivo. Sin embargo, en los próximos años, se necesitará más capacitación y educación en empresas y universidades para lograr una verdadera ampliación. Además, los costes deben reducirse para poder utilizar la impresión 3D en la producción en masa. En mi opinión, la impresión en pellets es un ejemplo innovador de cómo se puede lograr una reducción de costos simplificando el proceso de fabricación del material 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 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 desafíos que enfrentará 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 plenamente este potencial.

Una solución a este desafío es el desarrollo de tecnologías avanzadas de impresión 3D que podrían convertirse en el punto fundamental de la fabricación, como VLM (fabricación de litografía viscosa). Esta tecnología tiene el potencial de brindar 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, director ejecutivo,crealidad

El mayor desafío es cómo lograr una velocidad de impresión entre 5 y 10 veces mayor que la actual y al mismo tiempo equilibrar la calidad de impresión y garantizar 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 implica esfuerzos de múltiples lados. Trabajaremos con socios en diversos campos para crear una sinergia y potenciar la Industria 4.0 aprovechando el poder de la impresión 3D.

Doug Kenik, director de gestión de productos de SW,marcadoforjado

Al observar el panorama de fabricación y la evolución de los requisitos en los últimos años, vemos que la industria avanza en una dirección apasionante. 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 ha sido igualado en el mundo físico.

La colisión de estas dos tendencias sacará a la luz un desafío de fabricación e ingeniería, que exigirá una mayor disrupción en 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 de los impulsores empresariales para iterar rápidamente y suprimir los costosos gastos generales.

Superar este desafío requerirá una fabricación localizada madura, 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 podrán aprovecharse 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 seguimos de cerca. Creemos que la fabricación aditiva puede desempeñar un papel clave para ayudar a las empresas a desarrollar un enfoque de fabricación más sostenible.

Steffen Schmidt, director de tecnología,Centro AM danés

La verdadera fabricación sostenible será un gran desafío. Demasiadas empresas lavan su imagen de forma ecológica con cambios menores en el uso interno de energía en su propia producción y están satisfechas sólo 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 puntuales y no suponen una reducción continua de nuestras emisiones globales de CO2.

La única forma de cambiar esto es mediante el conocimiento, de modo que tanto el cliente como el fabricante conozcan y reconozcan la importancia de la producción y los productos sostenibles. La formación y la difusión de conocimientos son fundamentales, y todo fabricante de impresoras 3D, CAD y software relacionado con la impresión 3D debe implementarlas y respaldarlas.

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

La guerra entre Ucrania y Rusia ha identificado la energía sostenible como el desafío clave de ingeniería. La impresión 3D puede desempeñar un papel importante a la hora de acelerar la adopción de fuentes de energía tanto renovables como sostenibles. Espero que la impresión 3D se utilice en la construcción de reactores nucleares y sus componentes, ya sea mediante impresión 3D de hormigón o impresión 3D de componentes de reactores. Un punto de inflexión clave sería el desarrollo de la fusión nuclear. La impresión 3D se puede utilizar para producir componentes destinados a soportar las condiciones extremas de la fusión nuclear, en particular los componentes enfriados orientados al plasma.

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

Un importante desafío de ingeniería en la próxima década será realizar las primeras aplicaciones de faros industriales a gran escala. Es cierto que esto presupone varios aspectos, como procesos más rápidos, más materiales para aplicaciones específicas, manejo de datos y automatización a lo largo de toda la cadena de producción, así como efectos de escala probados. Al final, ninguna tecnología podrá desvincular la impresión 3D a escala: el punto decisivo es más bien una cadena de producción integrada. En Evonik, esperamos una década de nuevas aplicaciones 3D infinitas en todas las industrias que contribuyan a nuestra capacidad de desarrollar los materiales adecuados de alto rendimiento y ampliar nuestras capacidades de producción junto con el crecimiento del mercado para generar confianza y dar forma activa al mercado y así ser siempre uno. paso por delante.

Alexandre d'Orsetti, director ejecutivo,esculpir

El mayor desafío de la próxima década estará en el diseño y la disponibilidad de modelos 3D. Hemos visto una gran expansión del hardware en el pasado, pero los modelos 3D todavía son complicados de hacer. Sin embargo, estamos empezando a ver cierta automatización en el modelado de archivos 3D, así como potentes herramientas de simulación necesarias para convencer al mercado y aportar fiabilidad a 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, director de desarrollo empresarial para EMEA e Israel, impresión 3D y aplicaciones avanzadas,Mierda

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

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

Greg Brown, vicepresidente de tecnología,Velo3D

Gestión/distorsión térmica a medida que los sistemas se vuelven más productivos y las piezas se hacen más grandes y más calientes. Algunas soluciones heredadas a estos problemas en sistemas más pequeños (por ejemplo, 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 se hacen más grandes y más rápidos. Se necesitará una estrecha integración del corte de piezas, la metrología in situ, el hardware y la simulación para seguir aumentando la productividad del sistema y reducir el precio por kg impreso, manteniendo al mismo tiempo la alta calidad asociada con la fusión del lecho de polvo por láser.

Dr. Gerald Mitteramskogler, director ejecutivo,Yunque

Uno de los próximos desafíos para 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 Incus involucrado en la resolución de desafíos futuros.

Ewan Baldry, ingeniero jefe,Vehículos Czinger

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, todos desarrollados internamente. Lo que parece claro es que lograr avances significativos requiere un enfoque holístico. En Divergent contamos con ingenieros y tecnólogos que abordan todo lo que contribuye a la creciente viabilidad comercial de la aplicación de la tecnología. Ingenieros y tecnólogos centrados en todas las áreas, desde científicos de materiales que desarrollan los polvos que imprimimos, los tratamientos de superficie que utilizamos y los adhesivos con los que nos unimos, hasta ingenieros de fabricación aditiva que contribuyen al diseño y desarrollo de las impresoras que utilizamos y las más eficientes. uso de aquellas 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 conjuntos optimizados en términos del material y la energía necesarios para crearlos. . Nosotros, la gente afortunada de Czinger, tenemos toda esta tecnología a nuestro alcance que estamos utilizando para crear un hipercoche que creemos que tiene tantas "primicias en el mundo", lo que demuestra uno de los pilares de nuestra marca, la "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 Divergent está creando: los ingenieros de Czinger presionan al equipo de Divergent para que permita 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 empresas como Divergent y Czinger, centradas en resolverlo todo y no solo en partes, lo que permitirá que la tecnología crezca y se convierta en la forma en que se fabricarán todas las cosas en el futuro.

Vadim Fomichev, director de ventas,Thor3D

La impresión 3D ofrece enormes oportunidades para los fabricantes y nuestra previsión supone que no sólo 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 funcionar lentamente para permitir que la sustancia se enfríe, de modo que se 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 sólo necesitan un operador. ¿Podrán los ingenieros hacer impresoras 3D lo suficientemente automáticas y fiables como para que una gran producción sólo necesite uno o dos operadores para gestionarlas?

Carlos Zwikker, director comercial,Flujo AM

El mayor desafío de ingeniería de la próxima década será el de crear fábricas inteligentes de AM. En el pasado, nos hemos centrado en el mensaje principal de que el factor clave para hacer crecer el mercado de AM es la reducción del costo por pieza. Y creemos que esto sigue siendo cierto ahora y que probablemente seguirá siendo un mensaje relevante en los próximos años. Aunque el mercado sigue creciendo, el trabajo manual inhibe el aumento de la producción de fabricación aditiva. El costo de la mano de obra es un factor inhibidor a la hora de ampliar la producción de fabricación aditiva. La automatización del flujo de trabajo es un requisito previo para reducir el costo por pieza y es la base para la creación de fábricas inteligentes de AM. Y el costo reducido por pieza nos lleva a más aplicaciones con un caso de negocio viable, y estos casos de negocio viables son los que impulsan un mayor crecimiento.

El desafío de ingeniería para la próxima década será pasar de verticales que no se comunican (plataforma MES, impresora, estaciones de trabajo de posprocesamiento, etc.) a un hilo digital de extremo a extremo totalmente conectado en toda una instalación de producción de AM.

Estamos apenas al comienzo de este viaje, ya que este viaje transcurre 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 proveedor de soluciones de automatización de 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 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 programa,Creaformar

Sin duda, la próxima década 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). Dado que la fuerza laboral es 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 contribuirá inevitablemente a resolver este problema. Por supuesto, el hecho de que el escaneo 3D sea un activo importante cuando se trata de llevar objetos existentes a procesos digitales sin duda será un gran contribuyente. Una vez que los datos se hayan capturado con un escáner 3D, el software para procesar y utilizar los datos también será un aspecto crítico a considerar. Cada paso del proceso será cada vez más crítico y no será aceptable ninguna pérdida de tiempo.

Sam O'Leary, director ejecutivo,Soluciones SLM

No estoy seguro de poder decirles el problema, pero sí puedo decirles que sea cual sea, encontraremos una manera de resolverlo mediante la colaboración, la innovación y la arquitectura abierta.

François Leclerc, director de programa,Creaformar

El futuro de la impresión 3D será industrial o no, ese es el desafío. Por eso en 3DCeram hemos hecho una elección tecnológica, la del top down 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 además sean versátiles y en las que también sea posible imprimir piezas de gran tamaño.

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

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

Ma Jin-song, director general,unióntech

El principal desafío es lograr el rendimiento 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 desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de la industria. Por 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 sigan desarrollando las propiedades de los materiales, la implementación de materiales degradados y la impresión multimaterial.

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. Se mejorará aún más la cadena de procesos de fabricación digital para incorporar la demanda de modelos de negocio ágiles moldeados por la impresión 3D.

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

Li Tao, presidente y director ejecutivo,Brillante 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 consistencia en la calidad del producto y mejorar la estandarización del proceso de fabricación es también el valor en el que Shining 3D se centra 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 la 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 inteligencia artificial.

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 imágenes bidimensionales y de medición de dimensiones de tres coordenadas. 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 aditivamente. Para lograr el rápido desarrollo de la cadena de valor, se cree que la integración sistemática de diversas tecnologías de ingeniería relacionadas con el control de calidad es de vital importancia.

Gui Pei-yan, director ejecutivo,Hola engranajesEl desarrollo y 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 afrontar 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 digital integrada basada en los requisitos de la aplicación real. 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 crearán un mayor nivel de demanda de aplicaciones de impresión 3D. Esto mejorará el desarrollo y el crecimiento de productos 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 nuestras vidas, aportando más comodidad y beneficios.

Es necesario afrontar los desafíos mediante 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 partir siempre de los requisitos de la aplicación, combinar capacidades industriales con la tecnología digital de impresión 3D subyacente e integrar de manera inteligente 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 dirigidos 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,Vóxeles 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 entre sí.

La lógica de valor de la impresión 3D es la ausencia de modelos y el alto rendimiento. En esta década, veremos la impresión 3D y la fabricación tradicional trabajar juntas.

El principal desafío de 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 centrarnos en la mejora integral continua de equipos, materiales, procesos y automatización.

Tomando como ejemplo la impresión con moldes de arena, veremos surgir 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 tamaño y un peso único de más de 100 toneladas. .

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

Roger Uceda, Director de Transferencia de Tecnología,CIMUPC

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

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

James DeMuth, director ejecutivo,Tecnologías Seurat

Generar cantidades masivas de energía limpia será uno de nuestros mayores desafíos en las próximas décadas. Le sigue de cerca el acceso a recursos materiales. Por supuesto, hay muchas tecnologías que participarán en la solución de este problema, inicialmente centradas en energías renovables intermitentes como la solar, la eólica y las mareas, evolucionando hacia fuentes de generación de carga constante como la geotérmica, la hidroeléctrica y, en última instancia, la fusión nuclear. La carrera aún continúa para determinar qué soluciones de fusión (y geotérmica) serán las más efectivas, pero el mundo se beneficiará de la competencia y de un conjunto diverso de soluciones. Si algo nos ha enseñado la historia es que a menudo encontramos nuestros mayores descubrimientos no en lo que buscamos, sino en lo que encontramos en el camino. Las tecnologías que resulten de la búsqueda de la fusión (láseres de próxima generación, imanes de alta potencia de próxima generación) tendrán innumerables aplicaciones que desbloquearán nuevos potenciales y capacidades. Nuestra empresa, Seurat, nació de la búsqueda de la fusión, aprovechando los láseres para la fusión, pero aplicada 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,LLC no registrada

Suponiendo que nos centremos únicamente en los desafíos de ingeniería en el universo de la impresión 3D, las primeras décadas de desarrollo de impresoras 3D se centraron principalmente en el desarrollo y la experimentación de hardware. Los últimos cinco años han estado 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 inteligencia artificial y visión artificial pueden contribuir de manera clave al corte, la impresión y la validación de piezas automatizados en la próxima década.

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

El envejecimiento de la fuerza laboral es un problema en ingeniería, muchos ingenieros están en el grupo de edad de 40 a 60 años, sin experiencia en aditivos, incluso los mayores de 30 tienen poca, esto 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 el DPC, se considerará esencial para seguir adelante.

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 para aficionados ni para 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 ir más allá mediante el uso de técnicas de corte e impresión para producir modelos 3D de huesos, órganos y venas de pacientes, nuevamente para ayudar en el diagnóstico y la cirugía.

Ryohei Yuasa, Investigador, Jefe del Centro de Investigación de Diseño y Fabricación Digital de Diseño de Materiales para la Circularidad Emergente,Universidad de Keio

Veremos una aceleración de los intentos de vincular materiales, productos y sistemas sociales, como el Pasaporte Digital de Productos. Cada vez se fabricarán más productos con información detallada sobre materiales y diseño para reducir la carga del reciclaje y la eliminación. Se preguntará a las empresas si pueden revelar información sobre el nivel 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 principales 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) organizando 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 piezas críticas impresas en 3D. El cambio más rápido se produce cuando las personas tocan piezas impresas en 3D y preguntan cómo pueden utilizar esta tecnología a diario.

Taso Arima, director ejecutivo y cofundador,IperionX

La próxima década no sólo traerá desafíos importantes al campo de la ingeniería sino también a la gestión de la cadena de suministro, lo que incluye la escasez de recursos y la eficiencia. Con un suministro limitado de materias primas, el reciclaje y la reutilización de 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 garantizar una producción sostenible.

Tomemos como ejemplo su teléfono inteligente: 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 aumenta la presión sobre el suministro de estos minerales críticos. La ONU informa que solo el 20% de los desechos electrónicos se recicla anualmente, dejando que el resto llene y contamine 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 posconsumo.

Frank Roberts, Presidente,Aditivo 6K

Por supuesto, incluida la fabricación aditiva, pero también con la fabricación convencional, el apetito por materiales más avanzados seguirá siendo el foco de 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. En la intersección de las dos cuestiones es donde crecerá el desafío. Es posible que un material desarrollado recientemente no cumpla con los requisitos ESG y/o que el método de producción cause problemas ambientales. ¿El mero hecho de que sea nuevo o sostenible hace que el precio sea demasiado alto para la producción en volumen? Los costos y la sostenibilidad deberán converger para llevar al mercado nuevos materiales con un elemento sostenible.

Los acontecimientos geopolíticos, las guerras, las pandemias y la escasez de chips semiconductores han puesto la volatilidad de la cadena de suministro en el primer plano 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 de maquinaria con tecnología sustractiva, por nombrar algunos. . La capacidad de recuperar los 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 los del material virgen presentará un segundo desafío. Las tecnologías Leapfrog serán clave para ayudar a procesar materiales críticos para nuevas aplicaciones que ni siquiera hemos visto todavía.

Ian Falconer, fundador,Filamentos a pescado

Cambio climático.

Será necesaria la captura directa de las emisiones de carbono para cerrar la brecha entre los que tienen y los que no tienen, pero no es excusa para que los que tienen ignoren 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 una cuestión de gestión de residuos tanto como una cuestión de desarrollo tecnológico.

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

Existe una analogía con el uso de la atmósfera como vertedero de gases residuales industriales, pero el público aún no establece la misma conexión, tal vez 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 hay un extremo positivo en el espectro de participación física para las emisiones de carbono, sólo impactos negativos a nivel geográfico o poblacional, y eso limita la forma en que las profesiones de la comunicación pueden dirigir la atención al tema.

Por lo tanto, necesitamos ver un conjunto de tecnologías que permitan 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 mediante materialización y reventa, en lugar de entierro, es un medio para reemplazar el petróleo crudo y el gas natural y podría permitir una captura rentable de carbono sin subsidios excesivos de los contribuyentes.

Franco Cevolini, director ejecutivo,Tecnología PCR

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

El primero se refiere al paso a un nivel de producción eficiente en el que deben abordarse adecuadamente todas las etapas y cuestiones típicas del proceso de producción en masa: desde la ejecución eficiente de los pedidos hasta la optimización del embalaje y del proceso de producción.

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

Ahora más que nunca, alcanzar 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 clasificarse, controlarse y monitorearse minuciosamente.

El sistema de calidad en el proceso de Fabricación Aditiva todavía representa un largo camino en el que es necesario centrar, coordinar y desplegar una gama completa de actividades.

Entre ellos la Automatización de Procesos está adquiriendo una gran importancia. La tecnología aditiva ha evolucionado, y sus posibles aplicaciones crecen constantemente con la adopción de nuevos modelos. Por supuesto, esta expansión necesita ser guiada y requiere establecer nuevas rutinas para mejorar los resultados ya logrados. Esta es una actualización delicada ya que la automatización comúnmente está relacionada con 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,nFrontera

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

Pero quedan dos desafíos verdaderos y pendientes. Sostenibilidad y digitalización. El diseño automatizado, los gemelos digitales y la integración CAM/PLM son sólo algunos de los temas abiertos en los que aún es necesario desarrollar herramientas digitales. En segundo lugar, la fabricación aditiva todavía tiene que demostrar su impacto en la sostenibilidad, no sólo en el lavado ecológico.

John Olhoft, Presidente,LulzBot

Cerrando la brecha entre el diseño 3D y la creación de objetos físicos. Tal como están las cosas en este momento, hay una gran cantidad de innovadores e ingenieros notables que se sienten demasiado intimidados o carecen de tiempo para invertir en el diseño 3D. Creo que un software más intuitivo, junto con los rápidos beneficios disponibles con la impresión 3D, ayudarán a que el diseño 3D sea menos complicado durante la próxima década.

John E. Barnes, Director General, y Laura Ely, Directora de Programas,Los asesores globales de Barnes

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 dirección 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. Sólo necesitamos cerebros que estén interesados ​​en resolver estos problemas.

Steven Camilleri, director de tecnología y cofundador,VELOCIDAD 3D

Una de las cuestiones clave es el desarrollo de nueva tecnología que resuelva los problemas de forma más sostenible que antes, con mayor eficiencia y menos desperdicio y exceso. Este debería ser un objetivo clave, especialmente para la industria de la impresión 3D. Por ejemplo, la impresión 3D no debería limitarse simplemente a crear piezas nuevas; También debería utilizarse cada vez más para reparar, restaurar y modificar piezas. Resolver problemas fabricando piezas cerca del punto de necesidad elimina la energía del transporte y las emisiones que de otro modo serían necesarias para mover las piezas. La impresión 3D de metal (en particular nuestro proceso de pulverización en frío) es una de las formas más eficientes de hacerlo, ya que produce piezas de forma responsable, rápida y económica. Es necesario desarrollar tecnologías que permitan la fabricación sencilla y cómoda de piezas nuevas utilizando material recuperado de piezas antiguas; esto, en realidad, sólo es posible por el 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 manera más sostenible.

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

El mayor desafío que tenemos es eliminar nuestra dependencia de los combustibles fósiles, su contaminación y, por tanto, la desestabilización climática. Podemos hacerlo con una combinación de energía solar fotovoltaica, que ya produce la electricidad más barata del planeta y compensa el carbón (la contaminación del aire por carbón ya mata a 52.000 estadounidenses cada año). 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. Por último, la electrificación del transporte se puede lograr con vehículos eléctricos, que también son económicos. Curiosamente, en todos estos casos nuestra fabricación se limita a la energía fotovoltaica, las bombas de calor y los vehículos eléctricos (en particular, las baterías). También hemos sido testigos de cómo la impresión 3D reduce el tiempo de fabricación, fabrica productos superiores y ahorra costos. Ya existen pruebas de ello en estos campos (por ejemplo, la impresión 3D de estanterías solares de bajo coste). En el futuro, creo que podemos esperar ver energía fotovoltaica impresa en 3D, intercambiadores de calor en bombas de calor y baterías eléctricas que nos ayuden a acabar con la adicción a los combustibles fósiles.

Dr. Ingo Ederer, director ejecutivo,vóxeljet

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

Alan “Pooch” Puccinelli, fundador,Repkord LLC

Trabajamos con paradigmas de fabricación anticuados y muchas veces dependemos de proveedores extranjeros para producir las piezas que necesitamos de forma económica. Los factores políticos, así como los aumentos de 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. En mi opinión, el problema no es la tecnología, sino la logística y la capacidad empresarial. Es necesario empoderar mejor a las comunidades para que produzcan sus propios bienes como medio de independencia y como apoyo a sus economías locales.

Thomas Batigne, director ejecutivo,lince

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 las sugerencias inteligentes para el usuario deberían permitir esto. Requiere un compromiso masivo de todo tipo de ingenieros y doctorados. para lograrlo y un tiempo considerable para su adopción. ¡Eso nos mantendrá ocupados!

Dr. Wilderich Heising, socio y director asociado,Grupo de consultas de Boston(BCG)

Al observar el alto nivel de calidad de las piezas que pudimos presenciar en Rapid y Formnext en 2022, tengo mucha confianza en que la AM llegó 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 próximos años en muchas industrias. Sin embargo, dominar la transición de la creación de prototipos a la fabricación también será uno de los desafíos clave que deberá superar la industria de la impresión 3D. Creo que no veremos una tecnología única que satisfaga las múltiples necesidades de las diversas aplicaciones actuales y futuras de la impresión 3D. Eso significa que necesitaremos ver más avances en las diversas tecnologías que existen para que sean completamente adecuadas para aplicaciones específicas. Pero no debemos mirar una tecnología solo, debemos considerar la interacción entre material, tecnología y 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 creciente demanda 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 en 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 se puede integrar 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 de fabricar piezas metálicas 3D en tiempos más cortos y con menores costos y altos niveles de confiabilidad de las piezas en sus equipos CNC.

Se trata de una revolución industrial en la fabricación gracias a la impresión 3D en metal a la que Meltio es y responderá en el futuro innovando con nuevas soluciones de hardware y software. En las fábricas del futuro, estoy seguro de que veremos estos sistemas híbridos instalados junto con fresadoras CNC, configuraciones de moldeo, 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 de metales: la fábrica del futuro está diseñada para una fabricación eficiente y para producir piezas impresas en metal localmente.

Dr.-Ing. Vincent Morrison, director ejecutivo de AIM3D GmbH

Con el uso generalizado de AM en la producción en serie, tendremos que resolver la situación de que la tasa de desperdicio del proceso de AM sigue siendo bastante alta en comparación con otros procesos de producción conocidos. Incluso si se considera el hecho de que los procesos de extrusión de materiales y fusión de lechos 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 de la máquina, incluso si el material pudiera reutilizarse. Para superar esto, el desafío para todos los procesos de fabricación aditiva es estabilizar su tasa de desperdicio muy por debajo del 2%, incluso con altos rendimientos.

El principal problema (y, por tanto, el problema a resolver en el mundo de la fabricación aditiva) es el gran número de parámetros que deben controlarse 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 durante el 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. Quizás también necesitemos implementar complejos controles de procesos de IA neuronal en las máquinas para hacer frente a la gran cantidad de datos y espacios de estado de proceso.

Ramsey Stevens, director ejecutivo,nano3Dimpresión

En los próximos diez años, el desafío de ingeniería más importante para la electrónica impresa en 3D será crear métodos eficientes, económicos y escalables para fabricar productos electrónicos 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, para que esto suceda es necesario superar desafíos técnicos, como desarrollar nuevas clases de tintas y materiales imprimibles en 3D con mayor resolución, mayor rendimiento y estabilidad.

Para crear dispositivos electrónicos avanzados multimaterial de forma precisa y rápida, 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 será necesario desarrollar hardware preciso, rápido y energéticamente eficiente.

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

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 se requiere solo 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 un espacio de diseño para ofrecer productos con los que solo alguna vez pudimos soñar. Por ejemplo, algunos de nuestros clientes están trabajando en la fusión nuclear, la agricultura sostenible y la 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 contamos con 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 las potencias económicas frenarán la tendencia de la producción global. Por 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 la clave.

René Kreissl, director de la unidad de negocio 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 manteniendo una alta calidad de las piezas. Esto es extremadamente importante para ampliar los casos de uso de AM y aumentar su idoneidad 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, eso es lo que hacemos en TRUMPF. Para nuestros sistemas TruPrint PBF, ya estamos integrando varios enfoques tecnológicos nuevos que aumentarán en gran medida la productividad y la calidad de las piezas. Una de esas innovaciones es la opción de fabricación híbrida o 'Preforma' que lanzamos para TruPrint 5000 en Formnext 2022.

Consideramos un hito importante en la industrialización de las tecnologías aditivas combinar tecnologías siempre que tenga sentido. Además, otra característica 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. Mantenga la curiosidad: veremos algunos avances tecnológicos masivos en esta década y estamos felices de estar en el asiento del frente.

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Michael Petch es el editor 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.