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Jun 04, 2023

Pesquisa Executiva da Indústria de Impressão 3D 2023, Especialistas em Manufatura Aditiva enfrentam os maiores desafios de engenharia da próxima década

Nosso primeiro artigo olhou para o futuro da impressão 3D, com aditivo

Nosso primeiro artigo analisou o futuro da impressão 3D, com especialistas em manufatura aditiva olhando para uma bola de cristal para prever as tendências para 2023 no setor.

A pesquisa executiva da indústria de impressão 3D de 2023 amplia o escopo e faz duas perguntas aos especialistas em impressão 3D. Qual é o maior desafio de engenharia da próxima década? Que tecnologia será necessária para resolver isso?

As abordagens para responder a essa pergunta variaram, algumas optaram por enfrentar desafios específicos para o avanço da manufatura aditiva nos próximos dez anos. Na vanguarda das mentes dos executivos estão as abordagens para reduzir o custo por peça, garantindo a manutenção da qualidade e como a AM pode aproveitar ao máximo suas principais vantagens? A automação de processos e a combinação de abordagens de IA para o ecossistema aditivo, incluindo sistemas inteligentes de gerenciamento de produção, design de peças e redes neurais baseadas em física, são abordadas. Como a Lei de Moore se relaciona com a impressão 3D e quais tecnologias estão em ascensão? Amarrando tudo, uma palavra recorrente: Produção.

Outros respondentes adotam uma abordagem alternativa. Qual é o panorama geral e como a tecnologia será implantada para abordar questões globais críticas, como descarbonização, eletrificação do transporte, produção de energia verde e Indústria 4.0? Qual será o resultado da combinação da impressão 3D com tecnologias emergentes, como descoberta computacional de materiais, biologia sintética ou robótica?

Mais uma vez, uma ampla gama de entrevistados foi pesquisada, desde usuários finais, como a Czinger Vehicles, até os maiores fabricantes de sistemas, software e materiais de impressão 3D. E apesar da imagem em destaque, nenhuma mencionou carros voadores. Acomode-se e aproveite os insights dos especialistas abaixo.

O que os especialistas em impressão 3D prevêem para 2023? Leia a primeira parte de nossa Pesquisa Executiva da Indústria de Impressão 3D anual aqui. Assine nosso boletim informativo gratuito para receber notícias, análises e insights regulares sobre a manufatura aditiva.

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Dr. Brent Stucker, Diretor de Tecnologia – Manufatura Aditiva, Sistemas 3D

Acredito que o maior desafio de engenharia da próxima década será a eletrificação do transporte. Isso se deve ao fato de que a eletrificação de veículos tem desafios significativos associados à geração de energia, estabilidade da rede, carregamento distribuído de veículos, tecnologia de bateria e otimização de componentes de veículos para propulsão elétrica em vez de propulsão de combustão interna. Já estamos vendo a manufatura aditiva (AM) desempenhando um papel em cada uma dessas áreas, mas acho que ainda há um papel maior para a AM para acelerar a produção e o desempenho do veículo, bem como a geração, transmissão e armazenamento de eletricidade.

Para que o AM tenha um impacto ainda maior, será necessário fazer avanços significativos em tecnologias, materiais e processos. Acho que a capacidade de usar vários materiais em um sistema para construir formas complexas de vários materiais com maior precisão e produtividade será um facilitador importante.

Ao pensar na geração de energia e na rede, o objetivo é capturar uma porcentagem maior da energia recebida, seja ela solar, eólica, combustível fóssil, hidrelétrica ou nuclear. Para obter uma captura de energia mais eficiente, precisamos de peças metálicas complexas de materiais de alta temperatura. A AM facilita isso ao mesmo tempo em que permite eficiências por meio da consolidação de peças. Isso também será útil para os principais componentes da rede, como interruptores e transformadores.

Toda essa energia que agora geramos e distribuímos precisa ser armazenada em baterias e usada com eficiência para alimentar o veículo. Prevejo que a AM desempenhará um papel crítico na produção de baterias e motores elétricos da próxima geração. Os designs atuais de baterias envolvem camadas complexas de vários materiais; como tal, uma abordagem de fabricação aditiva de vários materiais compatível com materiais relevantes para baterias em resoluções de recursos relevantes para baterias pode prejudicar o design da bateria. Da mesma forma, os motores elétricos podem mudar de designs quase monolíticos para bobinas integradas incorporadas a elementos estruturais ou outros componentes. Isso pode resultar em melhor gerenciamento térmico, bem como redução de peso, o que, por sua vez, pode ajudar a melhorar a eficiência e o desempenho. Ser capaz de processar vários materiais na mesma impressora 3D leva a consolidação e a eficiência das peças a um nível totalmente novo para baterias e motores elétricos. Além disso, os benefícios padrão do AM para outras indústrias, incluindo a capacidade de trazer novos produtos ao mercado mais rapidamente com menos montagem e trabalho manual, podem ajudar a acelerar as transformações dos veículos elétricos à medida que a demanda aumenta.