Impresión 3D: Actualmente un Mercado Potencial de $500 B

Durante miles de años, hemos dependido de procesos como forjado y fundición mediante el uso de moldes de impresión para crear herramientas y bienes de consumo cada vez más complejos. En los últimos años, sin embargo, la tecnología involucrada en dichos procesos de fabricación ha experimentado un gran salto adelante con la llegada de la fabricación aditiva, a menudo denominada impresión 3D.

La fabricación aditiva es un proceso controlado por computadora mediante el cual medios especializados (normalmente llamados ‘filamento’) se funden y curan capa por capa. Dependiendo de la escala de la impresora y de las necesidades del proyecto, los filamentos pueden variar desde plásticos ABS hasta metales líquidos, infusiones de fibra de carbono y más. Esto permite la creación de objetos limitados solo por la creatividad humana.

En 2023, esta tecnología ha crecido hasta el punto de estar fácilmente accesible no solo a escala industrial, sino también para aficionados y todo el que se encuentre entre ambos.

Fuente – ARK Invest ‘Big Ideas 2023’ Página 131

Más allá de considerar cosas como ‘Wrights Law‘ —que esencialmente afirma que cuanto más fabricamos algo, mejor nos volvemos en hacerlo—, la fabricación aditiva tiene a muchos anticipando que el sector continuará prosperando basándose en su potencial para revolucionar tantos otros. ARK Invest destaca esto en su reciente informe ‘Big Ideas 2023’, donde pronostica que, al aplicarse a los mercados existentes, “la impresión 3D será una oportunidad de mercado de $500 mil millones”.

Mirando hacia 2030, la investigación informa que la fabricación aditiva mantendrá una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 21% y contará con un tamaño de mercado superior a $77 mil millones.

Fabricantes e Innovadores

Antes de profundizar en algunos ejemplos de cómo la fabricación aditiva puede cambiar la forma en que abordamos cosas como la ingeniería estructural, la salud y más, a continuación se presentan algunos ejemplos de empresas directamente involucradas en el sector. Estos ejemplos no son recomendaciones de inversión, sino que buscan resaltar a los actores clave que trabajan para avanzar la tecnología.

Autodesk Inc. (ADSK)

Un componente clave que hace posible la fabricación aditiva es el software que permite la creación y ejecución de planes de diseño de productos. Aquí es donde Autodesk interviene, ofreciendo una suite completa de software (Fusion 360, Netfabb, Tinkercad) diseñada específicamente para la fabricación aditiva.

Autodesk tiene su sede en California, Estados Unidos. En 2022, la empresa reportó unos ingresos de $4.4 mil millones.

Stratasys, Ltd (SSYS)

Esta empresa es líder en el sector de la fabricación aditiva. A través de su línea de impresoras 3D y servicios, la compañía ofrece soluciones dirigidas a una variedad de campos, incluyendo aeroespacial, dental, automotriz y más.

Stratasys tiene su sede en Minnesota, Estados Unidos. En 2021, la empresa reportó unos ingresos de $606.3 millones.

Xerox Holdings Corp. (XRX)

En 1980, el renombrado futurista Ray Kurzweil vendió varias tecnologías, incluido el escáner de cama plana, a Xerox. En las décadas posteriores, Xerox se ha convertido en un nombre genérico para escáneres e impresoras en general, y en un nombre familiar.

En lo que respecta a la fabricación aditiva, Xerox ha aprovechado su capacidad de investigación y desarrollo para crear productos como el ElemX, que permite la impresión de metal líquido.

Xerox tiene su sede en Connecticut, Estados Unidos. En 2022, la empresa reportó unos ingresos de $7.11 mil millones.

Dónde yace la oportunidad

Así que sabemos que se están haciendo pronósticos ambiciosos para el futuro de la fabricación aditiva. Sin embargo, ¿qué implementaciones de esta tecnología proporcionan la base para tales predicciones? A continuación, solo algunos ejemplos entre muchos.

Salud

Cada ser humano es único. Por lo tanto, no existe una solución única para los dispositivos médicos. Con esto en mente, la salud es un ejemplo perfecto de una industria lista para ser transformada por la fabricación aditiva.

• ¿Necesita una nueva cadera? La impresión 3D puede ofrecer una recreación perfecta, hecha a medida para su receptor.
• ¿Necesita ortodoncia? La impresión 3D puede ofrecer inserciones personalizadas para asegurar una marcha adecuada en los ancianos, minimizar caídas, reducir daños articulares e incluso ayudar a diabéticos.
• ¿Necesita una prótesis? La impresión 3D puede ofrecer a los amputados una solución rentable para recuperar el uso de sus extremidades.
• ¿Necesita cirugía cardiovascular? La impresión 3D permite la creación de implantes específicos para el paciente, como stents y válvulas, haciendo que las cirugías sean más efectivas.

En cuanto a la salud, la lista sigue y sigue, y es la razón por la que ARK Invest cree que, junto al sector aeroespacial, representa una de las implementaciones más lucrativas de la fabricación aditiva en los próximos años.

Robótica / Maquinaria

Mientras los robots han tenido presencia en el cine desde 1918 en ‘The Master Mystery’, fue durante la década de 1980 cuando realmente se convirtieron en parte de la cultura popular con películas como Rocky IV y Short Circuit como ejemplos destacados. Una razón principal fue que, aunque la tecnología para crear robots parlantes viables se consideraba todavía a décadas de distancia, pasó de ser fantasía a una eventualidad. Avanzando rápidamente a 2023, la fabricación aditiva está ahora preparada para desempeñar un papel importante en convertir esas miradas al futuro en realidad, con proyectos como Atlas (como se ve en el siguiente video) y InMoov liderando el camino.

El desarrollo de dichos proyectos está siendo ahora grandemente facilitado por la fabricación aditiva, ya que los procesos permiten,

• creación rentable de piezas de bajo volumen
• aumento de la relación resistencia/peso de los componentes
• eliminación de muchas complejidades de ingeniería

Con la investigación continua que aumenta nuestra comprensión de la robótica, estamos mucho más cerca de ver ejemplos del mundo real de lo que muchos creen. No hay duda de que, al mirar hacia adelante 5-10 años, la fabricación aditiva seguirá desempeñando un papel importante para hacer esto una realidad.

Aplicaciones aeroespaciales y militares

A mediados de 2022, una nave naval de los Estados Unidos, el USS Essex, vio la instalación de un ElemX. Este es un dispositivo fabricado por Xerox, que permite la impresión de metal líquido. Esta instalación en particular es notable, ya que se está utilizando para probar la capacidad de impresoras 3D en sitio para ayudar en la ‘preparación operativa’ de dichos buques.

El caso de uso de las impresoras 3D se extiende mucho más allá de las operaciones militares marítimas, y llega hasta las estrellas. No solo entidades gubernamentales como la NASA ya están construyendo componentes de cohetes mediante fabricación aditiva, sino que se está investigando la viabilidad de la tecnología en entornos de baja gravedad. Si tiene éxito, esto podría significar un mantenimiento más fácil de estaciones espaciales, hábitats extraterrestres y más.

El atractivo de la fabricación aditiva en aplicaciones militares y aeroespaciales va más allá de la conveniencia de crear piezas bajo demanda. A medida que aumenta nuestra comprensión de la ciencia de materiales, estamos desarrollando nuevos medios de uso que ofrecen relaciones resistencia/peso cada vez mejores, un factor clave para la rentabilidad y la integridad estructural en estructuras complejas.

¿Un ‘D’ extra?

Si todos los ejemplos anteriores no fueron suficientes para convencerle de los méritos de la fabricación aditiva, considere que apenas estamos descubriendo estos casos de uso con nuestra comprensión actual de las ciencias de materiales.

Mirando hacia 2030 y más allá, un paso importante que muchos esperan que la fabricación aditiva dé es añadir otro ‘D’ al proceso mediante el desarrollo de la ‘impresión 4D’.

La impresión 4D se refiere al uso de lo que muchos llaman ‘materia programable’. Es esencialmente impresión 3D que utiliza un medio que reaccionará a estímulos externos (térmicos, eléctricos, etc.) después de su creación.

Una vez perfeccionados, dichos procesos permitirán productos que pueden cambiar de forma/tamaño, autorepararse mediante ‘memoria’ estructural y mucho más.

Palabra final

Aunque muchos de los productos finales creados mediante impresión 3D resaltados en este artículo ya están disponibles hoy a través de métodos más establecidos, los diferenciadores clave son la eficiencia, accesibilidad y costo con los que la tecnología permite producirlos.

De cara al futuro, el potencial de la fabricación aditiva para revolucionar tantos sectores y abrir nuevas puertas a lo que la ingeniosidad humana puede lograr sigue siendo una propuesta tentadora. Con eso en mente, los pronósticos de que el sector se disparará en valor en decenas de miles de millones en los próximos años puede que no sea tan descabellado como parece al principio.