Pode parecer que há um lançamento interminável de novos produtos e tecnologia chamativa, mas para os engenheiros que projetam esses produtos, as inovações na fabricação podem parecer incrementais e lentas. Sim, houve mudanças e vimos tendências futuras, incluindo cobots (isso mesmo, cobots, não robôs) acelerando a produção da fábrica, máquinas se comunicando entre si para otimizar a capacidade, IA ajudando fabricantes a tomar decisões baseadas em dados e novos tipos de Máquinas CNC proporcionando soluções mais rápidas e flexíveis.
Mas o que ainda está faltando? Que avanços precisamos para impulsionar a fabricação? Por que a tecnologia existente é subutilizada e quais novas tecnologias estão quase ao alcance?
Pedimos aos líderes do setor, desde engenheiros mecânicos e designers de produtos até especialistas em materiais compostos e jornalistas de tecnologia, para saber mais sobre o que poderia ser melhorado na fabricação.
1. Consciência – e vontade de usar – tecnologia avançada existente
As empresas muitas vezes renunciam à tecnologia de ponta, seja porque não a conhecem ou porque é mais fácil manter os sistemas legados. Como resultado, indústrias inteiras são muitas vezes obrigadas a usar uma única ferramenta antiquada, como o software Enterprise Resource Planning, para tarefas diárias. O software de fabricação SAP é uma das soluções mais usadas do setor, mas é complexo e requer treinamento significativo da equipe para ser implementado. “As empresas geralmente precisam trabalhar com o SAP, o que dificulta a melhoria do processo”, diz o cofundador da Hubs, Filemon Schoffer. “Se você pudesse superar isso, a indústria como um todo inovaria muito mais rápido.”
Mesmo quando alternativas superiores estão disponíveis, a adoção é tudo menos garantida. “Há uma enorme curva de aprendizado que retarda a adoção e a capacidade”, diz Sarah Goehrke, Diretora Sênior de Comunicações Estratégicas e Ecossistemas da Nexa3D. “Embora possa ser um grande esforço, se os tomadores de decisão conseguirem encontrar tempo, orçamento e treinamento para incorporar tecnologias mais avançadas em suas práticas de design, o resultado poderá ser produtos melhores, produzidos com mais facilidade e/ou a um custo menor .”
2. Inclusão
As empresas que restringem a contratação de recém-formados das melhores escolas de engenharia podem perder outros pontos de vista e a energia criativa de pessoas com diferentes origens, sem mencionar um ambiente de trabalho mais rico, de acordo com Sarah Goehrke. “Se você deseja criar resultados diferentes, precisa abordar o problema de maneira diferente”, diz Goehrke, que também faz parte do Conselho de Administração e lidera os esforços da DEI na Women in 3D Printing. “Você não pode obter melhores resultados fazendo a mesma coisa de uma maneira ligeiramente diferente. Para um setor que prioriza pensar de forma diferente, muitas empresas cometem o erro de contratar pessoas com a mesma formação.”
3. Conscientização ambiental
Todos – de engenheiros a consumidores e governos – precisam ser capazes de entender o verdadeiro impacto ambiental de um produto. Hoje, os dados simplesmente não estão disponíveis.
As cadeias de suprimentos globais tornam o rastreamento da energia incorporada terrivelmente complexo. Mesmo os próprios fabricantes provavelmente não calculam a energia incorporada em veículos completos.
O fundador da Prepared, Spencer Wright, imagina um mundo onde fabricantes de todas as indústrias tenham uma ideia dos verdadeiros impactos ambientais dos componentes e materiais que usam e dos produtos que produzem. “De longe, o maior elemento ausente que vejo na fabricação hoje é algum tipo de maneira racional de rastrear as externalidades do seu processo – as emissões de efeito estufa, energia incorporada e opções de fim de vida.” Mitigar essas coisas, diz Wright, será um grande desafio nas próximas décadas: “Acho que realmente precisamos de uma plataforma semelhante a ERPs e MRPs, que nos ajude a entender como nossas atividades afetam o mundo ao nosso redor”.
4. Habilidades e conhecimento
À medida que a fabricação se torna cada vez mais especializada, está ficando mais complicado manter a força de trabalho atualizada com as mais recentes tecnologias e práticas. “A lacuna de habilidades é em grande parte impulsionada pela adoção de tecnologias como IA, robótica ou IoT, o envelhecimento da força de trabalho nos países ocidentais e a feroz competição por talentos”, diz Robin Dechant, cofundador da Aveo. “Isso torna impossível para as empresas de manufatura simplesmente resolver o problema contratando novas pessoas.”
Dechant sugere que as empresas invistam mais em qualificação e requalificação para transferir alguns de seus funcionários para empregos com alta demanda. “O uso de soluções móveis em mesas e smartphones ajuda a resolver esse problema, pois a lacuna de habilidades também afeta os trabalhadores da linha de frente no chão de fábrica que não ficam sentados em frente ao computador o dia todo”, diz Dechant. “E novas tecnologias, como AR e VR, podem substituir reuniões caras caras com especialistas e espelhar o manuseio de máquinas virtualmente.”
Muitas das informações estão lá fora, mas permanecem inacessíveis. Richard Hulskes, cofundador da Wevolver, percebe uma tendência contínua da filosofia de código aberto se espalhando pelo mundo corporativo, à medida que jovens engenheiros orientados a propósitos compartilham seus conhecimentos e até publicam artigos sobre suas novas descobertas e técnicas.
“Um grande desafio para os engenheiros é a dispersão das informações”, diz Hulskes. “Se você é um engenheiro que quer se manter atualizado no campo da robótica leve, por exemplo, é muito difícil encontrar uma única fonte de verdade. E muitas empresas estão criando ótimos conteúdos, mas não sabem onde compartilhá-los.”
5. Inovações em materiais
Enquanto alguns materiais se prestam à impressão 3D, outros ainda precisam ser reimaginados e modificados antes de serem adequados para uso. Hardy Shen, engenheiro mecânico sênior da SurfaceInk, está ansioso por um momento em que a prototipagem de borracha será mais rápida e fácil. “Não há uma boa maneira de prototipar borrachas moldadas sem usar uma ferramenta moldada por compressão”, diz Shen. “Você pode chegar perto, mas o desempenho não é nem de longe o mesmo de uma borracha moldada adequadamente.” Hoje, iterar projetos de moldes durante a fase de protótipo pode consumir muito tempo.
A situação com compósitos é única. Não há muitas opções para automatizar o lay-up e o acabamento de peças compostas complexas – nenhuma que se adapte bem. Alex Huckstepp, chefe de desenvolvimento de negócios da ARRIS, vê isso como uma grande oportunidade. “Quando se trata de peças feitas de fibras de carbono – usadas em produtos de consumo, artigos esportivos, aviões e carros de alto desempenho – a indústria precisa de processos escaláveis e materiais sustentáveis”, diz Huckstepp. “Existem muitos processos de trabalho intensivo e desperdício hoje, e as pessoas estão fazendo milhões de bicicletas compostas, raquetes de tênis e tacos de golfe à mão, por exemplo, com materiais difíceis de reciclar.” Compositos é um segmento maduro para disrupção.
Embora os metais possam parecer um ajuste natural para a manufatura aditiva, existem obstáculos ao fluxo de trabalho. Na fabricação tradicional, a refletividade de um material é de pouca importância na produção de uma peça. Quando os lasers estão envolvidos, no entanto, cuidado. Sarah Goehrke aguarda com expectativa os materiais projetados a partir do nível molecular, dizendo: “os materiais têm sido uma grande desvantagem. Precisamos de mais materiais para serem recalibrados para aditivos. Os metalúrgicos têm trabalhado em coisas legais, como materiais refletivos que funcionam com essas tecnologias de produção – sem explodir.”
O avanço da manufatura aditiva é o resultado de um grande esforço em diferentes grupos. No nível mais básico, no entanto, não é possível construir uma peça a menos que os materiais e processos para fazê-la estejam disponíveis. À medida que os materiais melhoram, veremos mais e mais protótipos – e peças de produção – vindos de impressoras 3D. Para saber mais sobre os GAPs da indústria da fabricação leia a matéria completa no site.
Para continuar aprendendo sobre o mundo da indústria acesse o nosso site.
