A impressão 3D de polímeros reforçados em fibra aproxima-se rapidamente de um ponto de viragem comercial e está rapidamente a tornar-se uma das áreas mais excitantes e impactantes da tecnologia, dizem os especialistas.
Durante a próxima década, o mercado vai crescer para 1,7 mil milhões de euros, a base instalada e as aplicações vão expandir-se, e a tecnologia continuará a amadurecer. Contudo, o crescimento traz desafios: há barreiras à adoção a ultrapassar em vários sectores, cadeias de abastecimento e infraestruturas digitais a estabelecer, e uma consolidação inevitável no número de fabricantes.
A razão do interesse no sector é facilmente evidente. A impressão 3D de materiais polímeros pode ter limitações mecânicas que beneficiam do reforço de fibra (ou outras funcionalidades), e o fabrico compósito é conhecido por ser dispendioso, e desafiar isso pode beneficiar da abordagem que o fabrico de aditivos permite.
No seu mais recente relatório de mercado "Compósitos de Impressão 3D 2021-2031: Tecnologia e Análise de Mercado", a iDTechEx fornece uma visão do mercado de impressão 3D para materiais compósitos, incluindo previsões a 10 anos, estudos de benchmarking de materiais e impressoras, estudos de caso de aplicações e perfis de empresa baseados em entrevistas.
Existem inúmeras abordagens ao material composto de impressão 3D, com considerações fundamentais em torno do material e das propriedades das impressoras, que as tornam apropriadas para uma organização industrial ou como dispositivos de desktop para profissionais ou amadores.
A tecnologia mais madura é a impressão 3D de compósitos termoplásticos utilizando variações na fabricação de filamento fundido (FFF). Existem inúmeros desenvolvimentos tecnológicos emergentes, desde aqueles que alcançam alinhamentos de fibras picadas num foto polímero, impressoras multi-eixos, escalas maiores, aumento do conteúdo de fibra, distribuição de termos, capacidades multimateriais, e outros.
No centro da indústria estão os materiais que são utilizados. Os materiais são o que dita as propriedades da peça e os requisitos da impressora. São também uma parte fundamental dos modelos de negócio competitivos que estão a ser utilizados. O relatório fornece uma avaliação dos fornecedores de materiais e um estudo de benchmarking de preços e propriedades.
Os compósitos de fibra contínua são para muitos o objetivo final, com valor significativo, mas há uma grande oportunidade nas suas congéneres curtas e uma gama de termoplásticos e resinas térmicas. Estão a ser estabelecidas parcerias estratégicas entre fabricantes emergentes de hardware e grandes empresas químicas, bem como a atividade entre as empresas químicas, sendo a mais notável a aquisição da linha de negócios Owens Corning pela BASF em 2020. Há também empresas que entram diretamente neste campo lançando filamentos ou outro material compósito. Exemplo disso é a entrada da Braskem neste campo com o seu PP reforçado de fibra de carbono reciclado.
A maior parte da atividade neste domínio é centralizada nos EUA, mas não está exclusivamente lá. A iDTechEx acompanha a tecnologia e a evolução de mercado a nível global, com os principais players emergentes a surgirem em toda a Europa e Ásia num mercado cada vez mais competitivo.
O modelo clássico de venda de hardware não é o único a ser perseguido. Muitos desenvolveram tecnologia proprietária, mas em vez de venderem equipamentos, procuram usar a tecnologia internamente e atuar como prestador de serviços, fabricante de contratos ou até mesmo vender produtos diretamente aos consumidores.
Onde estão as aplicações?
A questão permanente em torno de qualquer novo hardware ou material é encontrar os pontos de dor da indústria e as aplicações onde há um valor acrescentado claro. O fabrico aditivo é conhecido por ter vantagens fundamentais, mas é tradicionalmente retido em fatores como a taxa de produção, o portfólio de materiais disponíveis, os requisitos de formação, escala e outros. Em muitos casos, isso limitou as aplicações de protótipos e ferramentas.
A história das impressoras compósitas não é muito diferente. Há cada vez mais exemplos de peças de uso final, que só vão continuar a aumentar, mas a área principal está no piso de fabrico com jigs, acessórios, ferramentas e outros equipamentos. Isto irá progredir com novas soluções emergentes e um interesse significativo de sectores de elevado valor, como o aeroespacial e o médico, mas a área industrial continua a ser uma área potencialmente muito lucrativa e onde existe um valor acrescentado claro. As impressoras compósitas podem permitir a substituição de peças metálicas e facilitar as melhorias no design, e também dar à empresa a capacidade de trazer esta tecnologia internamente, reduzindo tanto os custos do fornecedor como os desafios de inventário com longos prazos de entrega para peças de substituição.
Qual é a perspetiva do mercado?
A echEx prevê que a receita total dos compósitos de impressão 3D atinja os 1,7 mil milhões de euros até 2031. A pandemia COVID-19 perturbou a indústria, que tem sido um pequeno revés, mas o uso da impressão 3D recuperou bastante rapidamente, e certamente acelerou a discussão em torno de uma cadeia de fornecimento robusta.
Já existe uma base instalada razoável em impressoras 3D compostas, mas obviamente muito menor do que as suas congéneres de polímeros, cujos números deverão crescer significativamente. As impressoras de polímeros existentes podem muitas vezes acomodar determinado material composto, mas em percentagens de carga muito baixas e com várias limitações. A crescente base instalada levará a receitas nas vendas de materiais, software e serviços que ultrapassarão rapidamente as vendas de hardware.
