A impressão 3D industrial está em um ponto de virada, prestes a se tornar mainstream em grande escala. A maioria dos executivos e muitos engenheiros não percebe, mas essa tecnologia já avançou muito além da prototipagem, ferramentagem rápida, bugigangas e brinquedos. A "manufatura aditiva" está criando produtos duráveis e seguros para venda a clientes reais em quantidades moderadas a grandes.

Os primórdios da revolução aparecem em uma pesquisa da PwC de 2014 com mais de 100 empresas de manufatura. Na época da pesquisa, 11% já haviam mudado para a produção em volume de peças ou produtos impressos em 3D. Segundo analistas da Gartner, uma tecnologia é "mainstream" quando atinge um nível de adoção de 20%.

Entre as inúmeras empresas que usam a impressão 3D para acelerar a produção estão a GE (motores a jato, dispositivos médicos e peças de eletrodomésticos), Lockheed Martin e Boeing (aeroespacial e defesa), Aurora Flight Sciences (veículos aéreos não tripulados), Invisalign (dispositivos dentários), Google (eletrônicos de consumo) e a empresa holandesa Lux Excel (lentes para diodos emissores de luz, ou LEDs). Observando esses desenvolvimentos, a McKinsey relatou recentemente que a impressão 3D está "pronta para emergir de seu status de nicho e se tornar uma alternativa viável aos processos de manufatura convencionais em um número crescente de aplicações". Em 2014, as vendas de impressoras 3D de grau industrial nos Estados Unidos já representavam um terço do volume de vendas de automação industrial e robótica. Algumas projeções indicam que esse número subirá para 42% até 2020.

Mais empresas seguirão o exemplo à medida que a gama de materiais imprimíveis continua a se expandir. Além dos plásticos básicos e resinas fotossensíveis, estes já incluem cerâmica, cimento, vidro, inúmeros metais e ligas metálicas, e novos compósitos termoplásticos infundidos com nanotubos e fibras de carbono. A economia superior eventualmente convencerá os retardatários. Embora os custos diretos de produção de bens com esses novos métodos e materiais sejam frequentemente mais altos, a maior flexibilidade proporcionada pela manufatura aditiva significa que os custos totais podem ser substancialmente menores.

Com essa mudança revolucionária já em andamento, os gerentes devem agora se envolver com questões estratégicas em três níveis:

Primeiro, os vendedores de produtos tangíveis devem perguntar como suas ofertas poderiam ser melhoradas, seja por eles mesmos ou por concorrentes. Fabricar um objeto camada por camada, de acordo com um "projeto" digital baixado em uma impressora, permite não apenas personalização ilimitada, mas também designs de maior complexidade.

Segundo, as empresas industriais devem revisitar suas operações. À medida que a manufatura aditiva cria uma miríade de novas opções de como, quando e onde produtos e peças são fabricados, qual rede de ativos da cadeia de suprimentos e qual mistura de processos antigos e novos será ideal?

Terceiro, os líderes devem considerar as implicações estratégicas à medida que ecossistemas comerciais inteiros começam a se formar em torno das novas realidades da impressão 3D. Muito se tem falado sobre o potencial de grandes partes do setor de manufatura se atomizarem em um número incalculável de pequenos "criadores". Mas essa visão tende a ofuscar um desenvolvimento mais certo e importante: para permitir a integração de atividades entre designers, criadores e movimentadores de bens, plataformas digitais terão que ser estabelecidas. No início, essas plataformas permitirão atividades de design para impressão, compartilhamento de design e download rápido. Em breve, elas orquestrarão operações de impressoras, controle de qualidade, otimização em tempo real de redes de impressoras e trocas de capacidade, entre outras funções necessárias. Os provedores de plataforma mais bem-sucedidos prosperarão enormemente ao estabelecer padrões e fornecer os ambientes nos quais um ecossistema complexo pode coordenar respostas às demandas do mercado. Mas todas as empresas serão afetadas pela ascensão dessas plataformas. Haverá muita disputa entre empresas estabelecidas e novatas para capturar parcelas do enorme valor que essa nova tecnologia criará.

Essas questões somam uma quantidade substancial de pensamento estratégico, e ainda resta outra: quão rápido tudo isso vai acontecer? Para um determinado negócio, veja quão rápido isso pode acontecer: a indústria americana de aparelhos auditivos converteu-se para 100% de manufatura aditiva em menos de 500 dias, segundo um CEO do setor, e nenhuma empresa que se apegou aos métodos de manufatura tradicionais sobreviveu. Os gerentes precisarão determinar se é sábio esperar que essa tecnologia de rápida evolução amadureça antes de fazer certos investimentos ou se o risco de esperar é grande demais. Suas respostas serão diferentes, mas para todos eles parece seguro dizer que a hora do pensamento estratégico é agora.

Vantagens da Manufatura Aditiva

Pode ser difícil imaginar que essa tecnologia deslocará as maneiras padrão atuais de fabricar coisas em grandes quantidades. As prensas de moldagem por injeção tradicionais, por exemplo, podem cuspir milhares de peças por hora. Por outro lado, pessoas que observaram impressoras 3D em ação no mercado de hobbyistas frequentemente acham a acreção camada por camada de objetos comicamente lenta. Mas avanços recentes na tecnologia estão mudando isso dramaticamente em ambientes industriais.

Alguns podem esquecer por que a manufatura padrão ocorre com tanta velocidade impressionante. Essas peças saem rapidamente porque pesados investimentos foram feitos antecipadamente para estabelecer a complexa matriz de máquinas-ferramentas e equipamentos necessários para produzi-las. A primeira unidade é extremamente cara de fabricar, mas à medida que unidades idênticas se seguem, seu custo marginal despenca.

A manufatura aditiva não oferece nada parecido com essa economia de escala. No entanto, ela evita a desvantagem da manufatura padrão — a falta de flexibilidade. Como cada unidade é construída independentemente, ela pode ser facilmente modificada para atender a necessidades exclusivas ou, de forma mais ampla, para acomodar melhorias ou mudanças de moda. E configurar o sistema de produção em primeiro lugar é muito mais simples, porque envolve muito menos etapas. É por isso que a impressão 3D tem sido tão valiosa para produzir peças únicas, como protótipos e peças de reposição raras. Mas a manufatura aditiva faz cada vez mais sentido mesmo em maior escala. Os compradores podem escolher entre combinações infinitas de formas, tamanhos e cores, e essa personalização adiciona pouco ao custo do fabricante, mesmo quando os pedidos atingem níveis de produção em massa.

Uma grande parte da vantagem aditiva é que peças que costumavam ser moldadas separadamente e depois montadas agora podem ser produzidas como uma única peça em uma única execução. Um exemplo simples são os óculos de sol: o processo 3D permite que a porosidade e a mistura de plásticos variem em diferentes áreas da armação. As hastes saem macias e flexíveis, enquanto os aros que seguram as lentes são duros. Nenhuma montagem necessária.

Imprimir peças e produtos também permite que sejam projetados com arquiteturas mais complexas, como favos de mel dentro de painéis de aço ou geometrias anteriormente finas demais para serem fresadas. Peças mecânicas complexas — um conjunto englobado de engrenagens, por exemplo — podem ser feitas sem montagem. Métodos aditivos podem ser usados para combinar peças e gerar muito mais detalhes internos. É por isso que a GE Aviation mudou para a impressão dos bicos de combustível de certos motores a jato. Espera-se produzir mais de 45.000 unidades do mesmo design por ano, então pode-se assumir que os métodos de manufatura convencionais seriam mais adequados. Mas a tecnologia de impressão permite que um bico que costumava ser montado a partir de 20 peças fundidas separadamente seja fabricado em uma única peça. A GE diz que isso reduzirá o custo de manufatura em 75%