Um pouco de história

A transformação digital é geralmente associada a termos não tão tangíveis. Falamos em usar dados para fornecer insights da cadeia de suprimentos ou implementar o machine learning para acelerar nosso business. Quando olhamos para a área industrial, a impressão 3D está no centro do processo de transformação digital das empresas.

Já “adulta”, com mais de 35 anos, a impressão 3D está se afastando de suas origens, como uma ferramenta para projetistas, e revolucionando as cadeias de suprimentos. Hoje, a impressão 3D é um mercado de 10 bilhões de dólares (1) e tem apresentado uma tendência de crescimento anual de longo prazo de 20% ao ano. Ela já transformou indústrias inteiras – a indústria global de aparelhos auditivos passou da fabricação tradicional para a impressa em 3D em menos de três anos, e hoje 99% das conchas do ouvido interno são impressas em 3D. O ritmo, a profundidade e a amplitude de sua aplicação em situações industriais estão se acelerando, impulsionados pelo movimento latente de transformação digital.

Um potencial significante

Ao contrário da manufatura tradicional – que envolve técnicas que começam com uma quantidade de matéria-prima e depois removem parte disso por meio de perfuração, fresamento, lixamento e assim por diante – a impressão 3D cria seus produtos construindo camadas por camada. É por isso que também é conhecida como manufatura aditiva. Ela usa projetos digitais para fazer itens em máquinas de impressão 3D que usam uma variedade de técnicas, como a aplicação de camadas de plástico fundido, máquinas que fundem metais de alta qualidade com lasers e máquinas que criam itens solidificando camadas em um tanque de polímeros líquidos. Isso significa que as impressoras 3D podem criar designs diferentes de um item com uma facilidade impressionante, sem a necessidade de reformulação intensiva do projeto inicial.

Vários diferenciais tornam a impressão 3D particularmente adequada para modelos de cadeia de suprimentos emergentes:

  • É possível produzir vários “lotes de um”, ou seja, conjuntos de itens que cada um tem design exclusivo. Por exemplo, na medicina, implantes médicos e dentais são criados com as dimensões e formatos exatos do paciente destinatário.
  • É possível fazer itens com desenhos complexos, que simplesmente não podem ser feitos usando técnicas de fabricação tradicionais, permitindo que os projetos sejam otimizados para, por exemplo, reduzir o peso ou aumentar a resistência. Na indústria aeronáutica, peças podem ter suas topologias otimizadas para reduzir peso sem tirar de outras características essenciais.
  • Itens que anteriormente precisavam ser montados, aumentando assim o tempo do ciclo de produção, podem ser fabricados em menos peças ou até mesmo como um único item. Por exemplo, a General Electric reduziu o numero de componentes nos injetores de combustível para seus novos jatos LEAP, baixando esses de 25 para um.  Isso reduz o risco de danificação e falha de cada item.
  • Quando considerada de ponta a ponta, a impressão 3D é muito mais rápida do que a fabricação tradicional, já que é mais rápida para trabalhar e o setup de equipamentos é mais simples. Por exemplo, a montadora sueca Volvo reduziu o tempo de fabricação de peças para seus caminhões em 94%.

É possível fazer itens em uma gama cada vez maior de materiais, desde plásticos a metais, de cerâmicas a tecidos orgânicos.

Saiba mais: Revolução MRO

Uma das áreas mais complexas para se gerenciar em muitas operações é a área de manutenção. Os itens de MRO (manutenção, reparo e operação) são diversos, com demanda irregular e errática, um desafio para qualquer especialista em gestão de estoques. Com a produção de itens via a impressão 3D, torna-se possível a minimização de inventario, podendo até zerar os níveis de estoque.

Uma empresa ferroviária alemã (German Railway Company) utilizou a impressão 3D para produzir mais de 2.200 peças de reposição para seus trens, reduzindo o tempo de espera para sua substituição de vários meses para dias. Mesmo considerando o custo mais alto por item das matérias-primas mais caras, as peças têm um custo total menor quando se considera o custo total, ou TCO (Total Cost of Ownership).

Os desafios para crescer

No entanto, existem vários fatores que podem impedir o uso mais amplo. Por exemplo, a maioria das peças precisa de algum nível de pós-produção. Como o foco da tecnologia tem sido a criação de protótipos, não houve a necessidade de acabamentos de alta qualidade. Além disso, as impressoras 3D hoje são caras e as matérias-primas utilizadas são mais caras do que seus equivalentes (utilizados na fabricação tradicional). No entanto, as pressões competitivas estão reduzindo os preços dos fornecedores de materiais. A impressão 3D nunca será capaz de produzir itens em massa da mesma forma que, por exemplo, a moldagem por injeção de plástico pode. Mas a impressão 3D está sendo cada vez mais usada para fazer os moldes, pois oferece aos fabricantes opções com ciclos mais rápidos e custos reduzidos. Além disso, os itens que podem ser impressos em 3D não dispõem de uma diversidade tão grande de materiais. A capacidade de criar itens em cores diferentes ao mesmo tempo só foi possível nos últimos 3 anos.

Essas desvantagens são reconhecidas pela indústria de impressão 3D e novas abordagens que resolvem (ou quase resolvem) os problemas já estão sendo usadas. Por exemplo, a MetalFab1 da Additive Industries é uma máquina de impressão 3D integrada que incorpora a pós-produção, usando a automação para mover peças pelo processo de produção em um único conjunto. Fornecedores de impressoras 3D, como Stratasys e EOS, oferecem aos clientes contratos de leasing para reduzir o custo de propriedade, manutenção e reparo de impressoras 3D, enquanto outros como Fast Radius dão aos clientes acesso a centros de impressão 3D, terceirizando a produção de impressão 3D.

Quando analisada em conjunto, a impressão 3D tem aplicações que muitas empresas devem considerar, se não para si mesmas, pelo menos como um risco competitivo de empresas rivais. Por exemplo, os tempos de ciclo mais rápidos e a capacidade de fazer pequenos lotes de itens projetados separadamente aceleram a velocidade de pesquisa de mercado. As informações e o feedback que tradicionalmente levaria meses para coletar podem ser obtidos em dias / semanas por projetos de impressão 3D.

A impressão 3D está sendo cada vez mais usada nos setores médicos, desde implantes dentários sob medida até modelos pré-operatórios para orientar e treinar cirurgiões. Isso gera benefícios diretos para o profissional de saúde e para o paciente: um estudo recente (2) descobriu que o uso de modelos impressos em 3D de um paciente reduz a complexidade dos procedimentos cirúrgicos, o que reduz o tempo e, portanto, o custo das salas cirúrgicas. Ao mesmo tempo, esses procedimentos também tiveram como resultado seus pacientes sem necessidade de cuidado pós-operatório no hospital, com uma redução no risco de infecção. Ganho direto de qualidade, tempo e custo!

Mesmo antes dos itens serem feitos, a impressão 3D está ajudando a mudar a forma como eles são concebidos. A complexidade e as necessidades de alta qualidade de ferramentas, gabaritos e acessórios na fabricação tradicional, de moldes a brocas, os tornam excelentes candidatos para impressão 3D, reduzindo o tempo necessário para produzi-los, e seu custo por item.

Saiba mais: Gerando economia através da impressão 3D

Produtos finais também já estão sendo fabricadas usando impressão 3D. Os bicos de combustível que alimentam os mais recentes motores a jato, fabricados pela empresa industrial global GE, são fabricados por impressoras 3D, o que permitiu à empresa reduzir o custo de produção e o tempo de cada bico. Além disso, a liberdade de projetá-lo sem as restrições da fabricação tradicional aumentou em 15% a eficiência de combustível.

Qual é o futuro da impressão 3D?

Essas flexibilidades que a impressão 3D apresenta têm um efeito perturbador na fabricação, permitindo que empresas já maduras e estabelecidas transformem a maneira como operam e atendam às necessidades de seus clientes, e permitindo que os novos entrantes ganhem espaço rapidamente. A disponibilidade de instalações e máquinas de impressão 3D significa que a introdução dessa forma de produção em economias emergentes, como Brasil, Rússia e Índia, é muito mais rápida, fácil e barata do que empregar a manufatura tradicional, com vantagens adicionais em forma e tempos de ciclo ofertas de impressão.

A revolução da impressão 3D está acontecendo e vai ser um diferencial para as operações das empresas. Avaliar essa tecnologia e como ela impactará cada indústria, considerando concorrentes, fornecedores e clientes, é um passo fundamental para que a sua empresa não fique para trás nesse assunto!

Referências

[1] IDC Forecasts Worldwide Spending on 3D Printing to be Nearly $12 Billion in 2018

[2] Patient-specific 3D models aid planning for triplane proximal femoral osteotomy in slipped capital femoral epiphysis

 


Sobre os autores

Len Pannett é sócio-gestor da Visagio em Londres, Reino Unido. Ele traz 25 anos de experiência apoiando empresas nos setores de engenharia, fabricação e tecnologia na implantação de transformações operacionais. É hoje o Presidente do Roundtable do Council of Supply Chain Management Professionals (CSCMP) no Reino Unido e Membro do Instituto de Engenharia e Tecnologia (IET).  Também é palestrante e autor premiado, com vários textos publicados sobre o impacto da impressão 3D em supply chain.

Juliano Ferrario é sócio da Visagio, com foco em logística e gestão de supply chain, especialmente via o uso de Analytics. Possui mais de 10 anos de experiência liderando projetos no Brasil, Chile, Peru e EUA. Juliano é formado em Engenharia Industrial pela UFRJ e tem mestrado em Pesquisa Operacional pela COPPE-UFRJ.  Realizou intercâmbio na Fisher College of Business na Ohio State University, EUA.