Impressão 3D Atualmente um Mercado Potencial de $500 Bilhões

Por milhares de anos, dependemos de processos como forjamento e fundição, usando moldes de impressão, para criar ferramentas e bens de consumo cada vez mais complexos. Nos últimos anos, porém, a tecnologia envolvida nesses processos de fabricação deu um salto gigantesco com o advento da manufatura aditiva – frequentemente chamada de impressão 3D.

A manufatura aditiva é um processo controlado por computador no qual meios especializados (geralmente chamados de ‘filamento’) são derretidos e solidificados camada por camada. Dependendo da escala da impressora e das necessidades do projeto, os filamentos podem variar de plásticos ABS a metais líquidos, infusões de fibra de carbono e muito mais. Isso permite a criação de itens limitados apenas pela criatividade humana.

Em 2023, essa tecnologia evoluiu a ponto de estar prontamente acessível não apenas em escala industrial, mas também para entusiastas e todos os demais.

Fonte – ARK Invest ‘Big Ideas 2023’ Página 131

Além de levar em conta conceitos como a ‘Lei de Wright’ – que basicamente afirma que quanto mais produzimos algo, melhor nos tornamos em fazê‑lo – a manufatura aditiva tem muitos esperançados de que o setor continue prosperando devido ao seu potencial de revolucionar inúmeros outros. A ARK Invest destaca isso em seu recente relatório ‘Big Ideas 2023’, onde prevê que, quando aplicada aos mercados existentes, “a impressão 3D será uma oportunidade de mercado de $500 bilhões”.

Olhando para 2030, pesquisas preveem que a manufatura aditiva manterá uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 21% e terá um tamanho de mercado superior a $77 bilhões.

Fabricantes e Inovadores

Antes de mergulhar em alguns exemplos de como a manufatura aditiva pode mudar a forma como abordamos áreas como engenharia estrutural, saúde e outras, apresentamos a seguir alguns exemplos de empresas diretamente envolvidas no setor. Esses exemplos não são recomendações de investimento, mas têm o objetivo de destacar os principais atores que trabalham para avançar a tecnologia.

Autodesk Inc. (ADSK)

Um componente fundamental que torna a manufatura aditiva possível é o software que permite a criação e execução de planos de design de produtos. É aqui que a Autodesk entra, oferecendo um conjunto completo de softwares (Fusion 360, Netfabb, Tinkercad) desenvolvidos especificamente para a manufatura aditiva.

A Autodesk tem sede na Califórnia, Estados Unidos. Em 2022, a empresa registrou uma receita de $4,4 bilhões.

Stratasys, Ltd (SSYS)

Esta empresa é líder no setor de manufatura aditiva. Por meio de sua linha de impressoras 3D e serviços, a empresa oferece soluções voltadas para diversas áreas, incluindo aeroespacial, odontologia, automotiva e outras.

A Stratasys tem sede em Minnesota, Estados Unidos. Em 2021, a empresa registrou uma receita de $606,3 milhões.

Xerox Holdings Corp. (XRX)

Em 1980, o renomado futurista Ray Kurzweil vendeu várias tecnologias, incluindo o scanner de mesa, para a Xerox. Nas décadas seguintes, a Xerox se tornou sinônimo de scanners e impressoras em geral, e um nome familiar.

No que diz respeito à manufatura aditiva, a Xerox aproveitou sua capacidade de pesquisa e desenvolvimento para criar produtos como o ElemX, que permite a impressão de metal líquido.

A Xerox tem sede em Connecticut, Estados Unidos. Em 2022, a empresa registrou uma receita de $7,11 bilhões.

Onde Está a Oportunidade

Sabemos que previsões ambiciosas estão sendo feitas para o futuro da manufatura aditiva. No entanto, quais implementações dessa tecnologia fornecem a base para tais previsões? A seguir, apresentamos apenas alguns exemplos entre dezenas.

Saúde

Cada ser humano é único. Assim, não existe uma solução única quando se trata de dispositivos médicos. Com isso em mente, a Saúde é um exemplo perfeito de uma indústria pronta para ser transformada pela manufatura aditiva.

• Precisa de um novo quadril? A impressão 3D pode oferecer uma recriação perfeita, feita sob medida para o receptor.
• Precisa de ortodontia? A impressão 3D pode oferecer inserções personalizadas para garantir a marcha adequada em idosos, minimizando quedas, reduzindo danos nas articulações e até ajudando diabéticos.
• Precisa de uma prótese? A impressão 3D pode oferecer aos amputados uma solução econômica para recuperar o uso de todos os membros.
• Precisa de cirurgia cardiovascular? A impressão 3D permite a criação de implantes específicos para o paciente, como stents e válvulas, tornando as cirurgias mais eficazes.

No que diz respeito à Saúde, a lista continua indefinidamente, e é por isso que a ARK Invest acredita que, ao lado do setor Aeroespacial, representa uma das implementações mais lucrativas da manufatura aditiva nos próximos anos.

Robótica / Maquinário

Embora os robôs tenham aparecido no cinema já em 1918, no filme ‘The Master Mystery’, foi na década de 1980 que realmente se tornaram parte da cultura pop, com filmes como Rocky IV e Curtindo a Vida Adoidado (Short Circuit) como exemplos principais. Uma das principais razões foi que, embora a tecnologia para criar robôs falantes viáveis ainda fosse considerada distante por décadas, ela passou de fantasia a inevitabilidade. Avançando para 2023, a manufatura aditiva está pronta para desempenhar um papel importante em transformar essas visões do futuro em realidade, com projetos como Atlas (conforme visto no vídeo abaixo) e InMoov liderando o caminho.

O desenvolvimento de tais projetos está agora sendo grandemente auxiliado pela manufatura aditiva, pois os processos permitem,

• criação econômica de peças de baixo volume
• aumento das relações resistência/peso dos componentes
• eliminação de muitas complexidades de engenharia

Com a pesquisa contínua ampliando nossa compreensão da robótica, estamos muito mais próximos de ver exemplos reais do que muitos imaginam. Não há dúvida de que, ao olhar para os próximos 5‑10 anos, a manufatura aditiva continuará a desempenhar um papel importante para tornar isso realidade.

Aplicações Aeroespaciais & Militares

Em meados de 2022, um navio da Marinha dos Estados Unidos, o USS Essex, recebeu a instalação de um ElemX. Este é um dispositivo fabricado pela Xerox, que permite a impressão de metal líquido. Essa instalação é notável, pois está sendo usada para testar a capacidade de impressoras 3D in situ ajudarem na ‘prontidão operacional’ desses navios.

O caso de uso das impressoras 3D vai muito além das operações militares marítimas, alcançando até as estrelas. Não apenas agências governamentais como a NASA já estão construindo componentes de foguetes por meio da manufatura aditiva, mas pesquisas estão sendo realizadas para testar a viabilidade da tecnologia em ambientes de baixa gravidade. Se bem-sucedido, isso poderia significar manutenção mais fácil de estações espaciais, habitats extraterrestres e muito mais.

O apelo da manufatura aditiva nas aplicações militares e aeroespaciais vai além da conveniência de criar peças sob demanda. À medida que nossa compreensão da ciência dos materiais avança, desenvolvemos novos meios que oferecem relações resistência/peso cada vez melhores – um fator crucial para a relação custo‑benefício e a integridade estrutural em estruturas complexas.

Um ‘D’ Extra?

Se todos os exemplos acima não foram suficientes para convencê‑lo dos méritos da manufatura aditiva, considere que ainda estamos apenas começando a descobrir esses casos de uso com nossa compreensão atual das ciências dos materiais.

Olhando para 2030 e além, um grande passo que muitos esperam que a manufatura aditiva dê é acrescentar mais um ‘D’ ao processo, por meio do desenvolvimento da ‘impressão 4D’.

A impressão 4D refere‑se ao uso do que muitos chamam de ‘matéria programável’. É essencialmente impressão 3D que utiliza um meio que reage a estímulos externos (térmicos, elétricos, etc.) após a criação.

Uma vez aperfeiçoados, esses processos permitirão produtos que podem mudar de forma/tamanho, autorreparar‑se por meio de ‘memória’ estrutural e muito mais.

Palavra Final

Embora muitos dos produtos finais criados por impressão 3D destacados neste artigo já estejam disponíveis hoje por meio de métodos mais consolidados, os principais diferenciais oferecidos são a eficiência, a acessibilidade e o custo com que a tecnologia permite produzi‑los.

Olhando para o futuro, o potencial da manufatura aditiva para revolucionar inúmeros setores e abrir novas portas ao que a engenhosidade humana pode alcançar permanece uma proposta tentadora. Com isso em mente, as previsões de que o setor disparará em dezenas de bilhões em valor nos próximos anos podem não ser tão extravagantes quanto parecem à primeira vista.