A impressão 3D impulsiona o crescimento na fabricação sob demanda

Apesar da pandemia, inflação, escassez de mão de obra e chips – e tudo o mais que dificulta as cadeias de suprimentos globais – o otimismo sobre uma solução de fabricação é tão forte que impulsionou três empresas a abrir o capital em 2021: Fathom, Shapeways e Xometry. Um quarto, Fast Radius, deve estrear em Wall Street em fevereiro. 

Essa nova geração de empresa de fabricação digital sob demanda é altamente investida em software e tecnologias de fabricação digital, como impressão 3D industrial. Eles não apenas prometem uma fabricação local mais rápida e eficiente de peças, mas também soluções digitais que permitem inovações de produtos com economia de custos e tempo de comercialização acelerado para praticamente qualquer tipo de produto.

“Há uma crescente conscientização sobre como a infraestrutura para projetar, fazer e mover coisas hoje não atende às necessidades desta época – é rígida, desperdiçada, desatualizada e também não é sustentável”, diz Lou Rassey, cofundador e CEO da Fast Radius com sede em Chicago.

A mais nova microfábrica da empresa em Goose Island, em Chicago, apresenta impressoras 3D industriais da Carbon e HP ao lado de máquinas CNC integradas digitalmente, como parte da plataforma de fabricação em nuvem da Fast Radius. A microfábrica produzirá componentes para empresas de todos os setores, incluindo veículos elétricos, dispositivos médicos e de saúde e bens de consumo. O Fórum Econômico Mundial nomeou a Fast Radius uma das nove melhores fábricas do mundo implementando “tecnologias da Quarta Revolução Industrial” ou Indústria 4.0.

Fabricação integrada digitalmente

As empresas desse setor geralmente são agrupadas sob o guarda-chuva da fabricação digital sob demanda, quando, na verdade, oferecem uma variedade de abordagens para impressão 3D, Indústria 4.0 e modernização da cadeia de suprimentos de fabricação.

Em uma extremidade do espectro, empresas como Shapeways e Sculpteo (de propriedade da gigante química BASF) oferecem uma plataforma on-line fácil de upload e impressão. Este modelo de impressão 3D sob demanda se concentra na facilidade de uso; qualquer pessoa pode fazer upload de arquivos digitais de peças, clicar para escolher materiais e receber peças e protótipos em horas ou dias. Essa experiência moderna e semelhante ao consumidor visa trazer a fabricação para as massas, facilitando as impressões 3D de tudo, desde protótipos de produtos a modelos arquitetônicos.

Outras empresas, como a Materialise, que abriu seu capital em 2014, têm uma ampla base de clientes para suas soluções de software que ajudam as empresas a imprimir em 3D seus próprios arquivos digitais internamente e executar sua própria frota de impressoras 3D. O software também é usado por outros serviços de impressão 3D sob demanda para rastrear e imprimir pedidos de clientes. A fabricação sob demanda da Materialise em uma das maiores instalações de impressão 3D da Europa apresenta seis tecnologias de impressão 3D.

A Fathom começou como um fabricante contratado de pequeno a médio volume que adotou novos métodos, incluindo impressão 3D, desde o início. Eles ainda oferecem fabricação tradicional, mas está integrada a um processo de produção digital de ponta a ponta.

“Os grandes diferenciais para nós e nossa plataforma é que temos décadas de experiência e relacionamentos profundos com os clientes”, diz Ryan Martin, CEO da Fathom. “Nós nos concentramos em fornecer aos grandes clientes corporativos uma solução exclusiva para seus desafios de fabricação.”

Fast Radius é um casamento de serviços orientados por software, experiência em engenharia e chão de fábrica de hardware de última geração. Eles são um dos únicos fabricantes sob demanda a possuir e operar todas as suas próprias instalações de produção, o que lhes permite integrar suas soluções de software e automatizar a produção.

O software da empresa pode sugerir melhorias em um arquivo digital, orientar os clientes por meio de suas opções de material e tecnologia e proporcionar transparência no processo de produção. Mas a fabricação sob demanda é apenas uma solução Fast Radius, diz Rassey. “Oferecemos microfábricas personalizadas construídas especificamente para as necessidades exclusivas do cliente, perto de onde o cliente precisa de peças para que possam construir cadeias de suprimentos flexíveis.” Clientes como a Satair (subsidiária da Airbus) usam o Fast Radius Virtual Warehouse para armazenar suas peças digitalmente, prontas para fabricar a qualquer momento, liberando espaço físico no armazém e eliminando o excesso de estoque. 

O número crescente de fabricantes digitais sob demanda tornou a seleção de um um desafio para muitas empresas. A Xometry e outra start-up, a Craftcloud, oferecem portais online que são marketplaces desses fabricantes. Os clientes carregam seus arquivos digitais e parceiros de fabricação em todo o mundo concorrem ao projeto. 

“Muitas vezes, os clientes procuram a solução mais rápida ou a solução mais econômica para seu projeto de impressão 3D”, diz Mathias Plica, CEO da Craftcloud. “Nós os combinamos com parceiros locais que têm a experiência para fornecer os materiais e a qualidade de que precisam.”

Independentemente do modelo de negócios, o que todas essas empresas têm em comum é a aplicação de tecnologia de fabricação inteligente para permitir um processo de fabricação altamente automatizado, desde o conceito até o atendimento. Isso envolve computação em nuvem, IA, IoT, aprendizado de máquina, big data, simulação digital e, claro, impressão 3D (também chamada de manufatura aditiva).

Evangelistas da Manufatura Aditiva 

Embora a Fathom, com sede em Heartland, Wisconsin, tenha 90 impressoras 3D de nível industrial para peças plásticas e metálicas e quase 450,000 pés quadrados de capacidade de fabricação em 12 instalações nos EUA, sua oferta mais poderosa pode ser sua equipe.

“As empresas nos procuram para entender como usar a manufatura aditiva”, diz Martin. “Em alguns casos, introduzimos empresas na manufatura aditiva, que é uma área de grande crescimento para nós. Um de nossos clientes automotivos entrou em contato conosco na semana passada pedindo nossa experiência em engenharia para descobrir como eles podem desenvolver mais aplicativos para ele além da prototipagem”. 

A mensagem dos fabricantes digitais sob demanda é que os clientes não precisam saber muito sobre impressão 3D para se beneficiar da flexibilidade, velocidade e economia que ela pode oferecer. Eles também não precisam investir em impressoras 3D com preços de seis dígitos ou contratar engenheiros experientes para obter peças, protótipos e ferramentas mais leves, mais fortes e mais baratas do que aquelas feitas pelos métodos tradicionais de fabricação.

Grandes empresas podem optar pela impressão 3D sob demanda porque oferece uma gama mais ampla de materiais e tecnologias do que seria prático ter em uma instalação no local. Fathom conta entre seus clientes, Tesla, 3M, Google e Amazon. A Shapeways diz que trabalha com a Target e a fabricante de próteses Fillauer, e a Xometry possui engenheiros da Bosch, NASA e BMW entre seus clientes.

A Fast Radius oferece um serviço chamado Additive Launch para ajudar os clientes a explorar as mais recentes tecnologias de impressão 3D e ferramentas de design para acelerar o desenvolvimento de produtos.

“Trabalhamos com empresas como Rawlings, Steelcase e Aptiv para trazer ao mercado novos produtos que só são possíveis com manufatura aditiva”, diz Rassey. A nova luva de beisebol REV1X Rawlings apresenta acolchoamento interno impresso em 3D no polegar e no mindinho que reduz significativamente o peso da luva sem sacrificar a proteção ou a durabilidade, de acordo com Rawlings.

A Volvo recentemente recorreu à Materialize para otimizar a produção de ferramentas e acessórios de fabricação mais leves para suas fábricas. Na Bell Helicopter Textron, os engenheiros recorreram à ala de fabricação sob demanda da fabricante de impressoras 3D Stratasys, chamada Stratasys Direct, para imprimir em 3D componentes com certificação de voo que reduzem o peso em 13% e o tempo de fabricação em 75%, diz a empresa.

Além da experiência em impressão 3D, outro fator de crescimento para esses fabricantes sob demanda são os avanços no software de manufatura aditiva e nas próprias impressoras 3D. Essas e outras tecnologias de fabricação inteligente hoje são mais maduras, confiáveis ​​e acessíveis, diz Rassey. Isso possibilita que empresas como Fast Radius e outras estabeleçam modelos de negócios lucrativos em torno dessas ferramentas. 

“Com a Indústria 4.0 decolando, estamos à beira de uma oportunidade de crescimento significativa”, diz Martin. “Os ciclos de vida dos produtos são muito mais curtos do que há cinco anos, e as empresas precisam de um parceiro de fabricação avançada sob demanda que possa se mover rapidamente e atender a todos os seus requisitos sem sacrificar a qualidade.”

Se o número crescente de provedores de serviços é uma prova, mais empresas parecem estar despertando para a ideia de plataformas ágeis de fabricação digital e os benefícios de fazer a transição de sua produção da fabricação tradicional para a digital por meio de um provedor de serviços sob demanda confiável.