Alcimed, empresa francesa de consultoría en innovación y desarrollo de nuevos mercados, analiza las materias primas para tecnologías de fabricación aditiva en el campo industrial

Los nuevos materiales para fabricación aditiva transforman la cadena de valor

Redacción Interempresas31/03/2017

El mercado de la fabricación aditiva —venta de máquinas, consumibles y servicios— representó más de 5.000 millones de dólares en 2015¹. Con una tasa de crecimiento anual de más del 25% en los últimos años, el mercado espera llegar a más de 15.000 millones en 2020. La mayor parte de la facturación se genera por las tecnologías en torno a los materiales plásticos, aunque el metal² sigue dominando el sector. Otros materiales están apareciendo y diversificando el mecado, lo que está provocando un trastorno real en la cadena de valor.

Hacia una diversificación de materiales

Desde que se empezó a usar esta tecnología, los materiales utilizados en la fabricación aditiva son de plástico y, más recientemente, de metal. La impresión en 3D de piezas metálicas ha crecido debido a que tiene un interés real en la industria, incluyendo el sector aeroespacial, donde reemplaza el mecanizado de piezas de geometría compleja.

Más allá de la aeronáutica y de los materiales ya citados, empiezan a considerarse otros materiales. Entre los más impactantes se pueden citar, por ejemplo, el hormigón, que ‘amenaza’ en revolucionar los métodos constructivos; la cerámica, con numerosas aplicaciones en aeronáutica y aeroespacial; y, por último, otros materiales flexibles con varios sectores potenciales muy diversos:

Los biomateriales permitirán la reconstrucción de tejidos o incluso órganos en el sector de la salud.
Los polímeros flexibles como la silicona podrán ser utilizados para realizar réplicas de órganos para simulación de intervenciones quirúrgicas para ensayos clínicos. Este tipo de polímeros presentan igualmente un fuerte potencial para aeronáutica para sellados complejos, así como para la fabricación directa de conjuntos multimateriales que permitirán evitar las operaciones de ensamblaje o pegado.
Los alimentos para la creación culinaria y la producción industrial.

A partir de los nuevos materiales flexibles se podrá imprimir comida para restaurantes y producción industrial. Foto: Aiju.

Uno de los principales intereses de la fabricación aditiva a partir de estos materiales flexibles es que una misma máquina pueda adaptarse a diferentes materiales (silicona, látex, poliuretano) y así poder cubrir múltiples aplicaciones. De hecho, estos materiales son a menudo determinados por máquinas tipo FDM, donde el alambre se sustituye por un aporte de líquidos más o menos viscosos que permiten una variedad de materiales muy importante. Las barreras tecnológicas como el dominio del material y su polimerización aún no se han superado hasta el punto de poder garantizar la calidad de la impresión y la homogeneidad de la estructura.

Al igual que ocurre en metal y materiales plásticos, antes de lanzar nuevos productos sigue siendo esencial llevar a cabo un estudio económico. Por ejemplo, la fabricación aditiva de moldes de silicona técnicamente relevantes sigue siendo económicamente menos rentable que fabricar el molde a partir del producto acabado e impreso en 3D.

Proveedores de materias primas que quieren reforzarse el mercado

La llegada de estas nuevas materias primas remueve la cadena de valor, que antes se centraba sólo en los proveedores de maquinaria en contacto directo con los usuarios finales. De hecho, estos últimos se han ‘desplazado’ gradualmente hacia adentro de la cadena de valor, acerándose desde a las empresas distribuidoras de polvo de metal hasta a las prestadoras de servicios de software de impresión.

Cadena de valor en la fabricación aditiva. Fuente: Alcimed.

Con estos nuevos materiales que requieren conocimientos específicos, los proveedores de materias primas están ganando importancia dentro de la cadena de valor. De hecho, para la impresión metálica, la complejidad técnica principal reside en la máquina con tecnología láser y los parámetros complejos asociados. A la inversa, para los nuevos materiales como los polímeros, es el control del material el que es de suma importancia; la máquina simplemente deposita capas que se unirán homogéneamente gracias a las propiedades del material.

Con el fin de crecer en este mercado, los proveedores de materias primas están invirtiendo más en el desarrollo de tecnologías de impresión para aplicaciones finales. Por tanto, estos químicos expertos tienden a tomar la iniciativa en asociarse con los fabricantes de máquinas e incluso diseñar su propia solución. Así, están directamente en contacto con el usuario final para configurar nuevas aplicaciones, algo bastante novedos en el campo de la fabricación aditiva. Por ejemplo, la empresa Bluestar Silicones, que ha ido más allá de su papel histórico como proveedor de silicona al involucrarse en proyectos de colaboración en materia de salud, con el desarrollo de una impresora 3D para crear prototipos de implantes.

La impresora no es más que un facilitador, el valor se ha desplazado hacia los dos extremos de la cadena, hacia el dominio del material y la comprensión de su aplicación final.

“La llegada de estos nuevos tipos de materiales obliga a los proveedores de materias primas a reinventar su modelo de negocio e ir más lejos en la cadena de valor para dominar la aplicación del producto y adaptar mejor los materiales a las necesidades del cliente”, concluye Alexandre Savin, director de la delegación de Alcimed en Toulouse.

1) Fuente: ATKearney, ‘3D printing: A manufacturing Revolution’; Wholers: ‘Wohlers report 2014’, ‘Wohlers report 2015’, ‘Wohlers report 2016’.
2) Fuente: Smartech Markets Publishing, ‘Metal Additive ManufacturingTrends’.