De acordo com a maioria das estimativas, a fabricação de metais representa cerca de 25% a 30% do mercado industrial global de US$ 12 trilhões (USD). Embora esses números sejam muito amplos, eles fornecem uma indicação clara das oportunidades potenciais que temos pela frente para a fabricação de aditivos metálicos.
Hoje, estima-se que o mercado da Manufatura Aditiva (MA) de metal valha apenas uma fração de um por cento do mercado global de fabricação de metal, dependendo do que incluímos na definição. Olhando para os dados do relatório de 2023 da VoxelMatters Research sobre MA de metal, crescer dos atuais US$ 2,8 bilhões para US$ 40,3 bilhões na próxima década é uma meta realista que trará benefícios significativos para todas as empresas envolvidas neste segmento industrial e ainda deixará um enorme potencial para crescimento adicional para além de 2032.
Metal MA existe como uma tecnologia comercialmente disponível desde meados dos anos 90. No entanto, a sua utilização nos últimos 25 anos limitou-se principalmente a áreas como a prototipagem e a produção experimental de peças e ferramentas avançadas. Hoje estamos fazendo a transição da produção de peças finais em lotes pequenos para lotes médios e, às vezes, em lotes grandes (em série), à medida que a maioria das principais tecnologias começa a expressar e explorar seu potencial de escalabilidade.
Cada importante tecnologia MA de metal apresenta uma abordagem diferente – bem como diferentes benefícios e desafios – para a produção digital serial e em massa. No entanto, estas tecnologias partilham o objetivo comum de permitir um novo tipo de produção que possa produzir produtos melhores, de uma forma que seja potencialmente mais eficiente e mais sustentável do ponto de vista ambiental.
Se tiverem sucesso nesta transição – como nós e a maioria dos operadores de mercado e partes interessadas esperamos que eventualmente aconteça – as tecnologias MA metálicas começarão a gerar oportunidades de negócios várias ordens de magnitude maiores do que qualquer coisa que tenhamos visto anteriormente. Estas oportunidades surgirão para empresas que desenvolvem e produzem hardware, mas também, e talvez especialmente, para empresas que produzem materiais AM metálicos e peças AM metálicas.
Embora possa parecer um clichê, a MA de metal é o futuro da fabricação de metal. A MA de metal não substituirá as tecnologias existentes, mas continuará a crescer mais rapidamente do que qualquer outra tecnologia de produção estabelecida, porque oferece aos engenheiros, fabricantes e fornecedores de peças possibilidades novas e genuinamente únicas.
Só agora começamos a arranhar a superfície do que é possível, mas novas aplicações surgem diariamente. A capacidade única da MA de produzir peças diretamente do CAD, com poucas restrições de projeto relacionadas ao processo, significa que essas aplicações podem ser realizadas mais rapidamente, levando a uma adoção ainda mais rápida de algumas das tecnologias de fabricação mais complexas de todos os tempos.
Evoluindo o mercado MA de metal
A evolução do hardware de MA para Metal tem sido o segmento-chave que impulsiona o crescimento inicial do mercado. À medida que o segmento transita para uma produção de maior rendimento, espera-se que os preços dos sistemas de hardware diminuam e a indústria seja cada vez mais impulsionada por aplicações de valor acrescentado. O processo contínuo passa por várias etapas. Na etapa inicial, um investimento elevado em hardware CapEx, combinado com um investimento relativamente pequeno em materiais, leva à primeira oportunidade de valor acrescentado em serviços AM. Isto é o que tem acontecido nas últimas duas décadas.
Como pode ser visto na imagem acima, espera-se que hardware, materiais e serviços permaneçam centrais para o mercado MA de metal no futuro próximo e médio prazo. Eventualmente, mais investimentos em otimização de projetos para MA, automação e industrialização de processos levarão a oportunidades de maior valor agregado nos diversos segmentos de aplicação industrial.
O hardware MA metálico pode ser mapeado de acordo com cinco categorias principais definidas por sua família tecnológica MA e subsegmentos relativos. As tecnologias comercialmente viáveis hoje incluem:
- Fusão em leito de pó (L-PBF, EB-PBF)
- Deposição de energia dirigida (L-DED, EBAM, WAAM)
- Tecnologias de jateamento (incluindo jateamento de ligante metálico e jateamento de material)*
- Impressão em metal encadernado (filamento, estereolitografia e PBF)*
- Processos de consolidação (Cold Spray, Ultrasound, Friction Stir)
*Todas as tecnologias de jateamento e tecnologias de impressão de metal encadernado fazem parte de uma categoria excessiva conhecida como “tecnologias baseadas em sinterização”, pois exigem sinterização como parte do pós-processamento.
Principais players da MA de metal
Existem alguns operadores e partes interessadas diferentes que compõem o mercado MA de metal. Os principais fabricantes de hardware MA de metal ajudaram a estabelecer o mercado de MA de metal e, em sua maior parte, continuam a impulsionar seu crescimento hoje – embora agora estejam unidos e sejam cada vez mais desafiados por uma nova geração de players.
Os líderes tradicionais da indústria, EOS, SLM Solutions, GE Additive, 3D Systems e Renishaw, estão todos ativos no segmento de fusão em leito de pó metálico, um setor dominado por empresas alemãs. Novas entradas como Velo3D dos EUA, AddUp da França e empresas chinesas como BLT, Farsoon e EPlus3D estão ganhando participação de mercado.
A EOS e a SLM Solutions (que foi recentemente adquirida pela Nikon) estão ambas sediadas na Alemanha, enquanto as empresas americanas GE Additive e 3D Systems entraram no setor através de aquisições de empresas europeias: a GE Additive adquiriu a empresa alemã Concept Laser e a empresa sueca Arcam AB em 2016, enquanto a 3D Systems adquiriu a empresa francesa Phoenix em 2013 (e o provedor belga de serviços de impressão 3D médica Layerwise em 2014).
A nova geração de desafiantes acima mencionada entrou no mercado de MA de metal visando uma produção de maior rendimento. Além disso, diversas empresas têm feito esforços significativos para industrializar e trazer ao mercado a tecnologia de jateamento de ligantes metálicos como uma alternativa de alto rendimento ao PBF metálico. Estes incluem gigantes como a HP e a GE, bem como empresas mais pequenas como a Desktop Metal (que está a desenvolver a sua própria tecnologia e também adquiriu a ExOne, pioneira em jateamento de ligantes de metal) e a Markforged (que adquiriu a empresa sueca Digital Metal à Hoganas).
Os fabricantes de materiais metálicos AM têm desenvolvido ou otimizado ligas metálicas para uso na fabricação aditiva enquanto constroem a infraestrutura para a atomização de pós metálicos compatíveis com AM. Hoje, um grupo de cerca de 20 empresas – que inclui grandes empresas especializadas internacionais, como Carpenter Technologies, GKN, Oerlikon, Sandvik, ATI, Linde (Praxair) e várias outras – estabeleceu uma liderança significativa neste segmento.
No entanto, dezenas de outros grandes grupos de materiais apontaram a MA como a próxima área relevante de crescimento e estão agora em processo de entrada no mercado, provocando uma rápida expansão dos materiais disponíveis. Dito isto, a procura de materiais permanece baixa em termos de volumes, pelo que várias destas empresas também estão a começar a oferecer serviços de MA metálica como forma de capitalizar o seu acesso a materiais de AM.
Os provedores de serviços de MA de metal vendem seus recursos de MA de metal para empresas que precisam de peças de AM e não estão prontas para fazer o investimento inicial significativo – em termos de custos de hardware e capital humano, mão de obra e experiência – para trazer capacidades de produção de AM internamente.
Os principais provedores internacionais de serviços de MA incluem Protolabs, Toolcraft e Materialise, bem como prestadores de serviços especializados de AM em metal, como BEAMIT, Poly-Shape (agora parte da AddUp), Siemens Materials Solutions, Sintavia, várias empresas chinesas (operando principalmente no mercado doméstico). ) e várias dezenas de outras empresas menores. Os provedores de serviços de AM de metal são frequentemente responsáveis pelo desenvolvimento, implementação e, às vezes, patenteamento de novos fluxos de trabalho de produção ponta a ponta integrados em AM.
Estas empresas diferem dos adoptantes da MA, a quarta categoria principal de operadores de mercado, uma vez que geralmente vendem serviços de impressão 3D independentes de aplicações – que podem satisfazer vários requisitos industriais – em vez de utilizarem a tecnologia para produzir peças para venderem ou utilizarem elas próprias. Tal como acontece com os prestadores de serviços MA, os adotantes da MA também produzem peças por MA e desenvolvem conhecimentos específicos do segmento em fluxos de trabalho integrados à MA. Eles atuam como fornecedores de nível 1 ou nível 2 de peças impressas em 3D para OEMs ou como usuários finais de peças impressas em 3D produzidas internamente.
Os adotantes típicos de MA nesta categoria que investiram significativamente na industrialização de MA de metal incluem os principais fornecedores de nível 1 e nível 2 em segmentos como aeroespacial, automotivo, médico, marítimo e energia, incluindo Airbus e Boeing (aeroespacial), BMW, Daimler Benz e Volkswagen (automotiva), Stryker e Zimmer Biomet (médica), Thyssenkrupp e Wilhelmsen (marítima).
Em nosso banco de dados podemos contabilizar máquinas e materiais adquiridos por essas empresas adotantes. No entanto, o valor deste valor das peças que produzem internamente – que é sem dúvida um dos principais impulsionadores dos seus investimentos em AM – não pode ser incluído em nenhum segmento de receitas, uma vez que não ocorre venda direta. Esta capacidade de acelerar o desenvolvimento e reduzir o tempo de colocação no mercado é onde o impacto da AM é mais significativo. Para saber mais sobre o mercado de MA acesse o site.
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