Adozione AM per unità mediche e aerospaziali

Il settore della produzione additiva di metalli (AM) ha registrato una crescita significativa negli ultimi anni grazie all’abbondanza di capitale finanziario, ai progressi tecnologici e all’ampliamento delle capacità in tutto l’ecosistema.

Secondo un rapporto di Research and Markets, si prevede che la dimensione globale del mercato AM in metallo raggiungerà gli 11,1 miliardi di dollari entro il 2026, crescendo a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 17,9% dal 2021 al 2026. Si prevede che il Nord America deterrà il mercato più grande. quota di mercato durante il periodo di previsione, ulteriormente rafforzata da programmi governativi come AM Forward.

Dato l’elevato valore e i volumi relativamente bassi associati ai loro prodotti, i settori medico e aerospaziale sono i principali utilizzatori della tecnologia AM in metallo. Il mercato globale dell’AM medica è stato valutato a 1,5 miliardi di dollari nel 2020 e si prevede che raggiungerà i 3,7 miliardi di dollari entro il 2025, crescendo a un CAGR del 20,5% dal 2020 al 2025. All’interno di questo settore, la tecnologia AM è sempre più chiamata a creare soluzioni mediche personalizzate e complesse. impianti.

Ad esempio, un numero crescente di importanti produttori di dispositivi medici utilizza la fusione laser-letto di polvere (LPBF) per produrre impianti spinali con una struttura unica che imita il comportamento meccanico dell’osso naturale. Ciò si traduce in risultati migliori per i pazienti e in una maggiore soddisfazione dei pazienti, rispettando al tempo stesso i requisiti degli organismi di regolamentazione e i rigorosi requisiti dei sistemi di qualità dotati di certificazioni come ISO 13485.

L’AM sta inoltre riducendo i tempi di produzione e i livelli di inventario lungo tutta la catena del valore, con conseguenti risparmi sui costi per gli operatori sanitari. Tutto ciò continua a giustificare investimenti nell’AM da parte delle principali aziende mediche.

L’industria degli impianti spinali utilizza da anni l’AM su larga scala. Ciò è dovuto alle dimensioni e alla quantità di impianti che possono essere posizionati su una piastra di costruzione abbinati al volume di impianti richiesti dal mercato. Una sfida per altri impianti medici è raggiungere il livello di produttività necessario quando le dimensioni sono grandi e le forme sono varie.

Quando lo spazio è limitato e la necessità è elevata, le macchine AM con piastre di costruzione più grandi e laser multipli offrono la capacità di soddisfare la domanda del settore. Ad esempio, FormUp 350 è un'unità a quattro laser con una piastra di costruzione da 350 mm x 350 mm e un modulo polvere per ridurre i tempi di gestione della polvere. Queste caratteristiche garantiscono un'elevata produttività, risparmiando tempo e costi di produzione complessivi, con il risultato di un processo migliorato per la produzione in serie di parti mediche altamente complesse e/o personalizzate.

Secondo Research and Markets, il mercato globale dell’AM aerospaziale è stato valutato a 0,9 miliardi di dollari nel 2020 e si prevede che raggiungerà i 3,3 miliardi di dollari entro il 2026, crescendo a un CAGR del 21,6% dal 2020 al 2026. All’interno di questo settore, l’AM in metallo sta consentendo la produzione di componenti più leggeri ed efficienti, con conseguente maggiore efficienza del carburante e costi operativi ridotti. Ad esempio, Boeing ha affermato che la produzione di parti strutturali in titanio per il suo 787 Dreamliner utilizzando l’AM in metallo dovrebbe far risparmiare 2 milioni di dollari per aereo in termini di riduzione del peso e costi di produzione.

Nel settore aerospaziale la qualificazione e la regolamentazione dei componenti sono obbligatorie. Il software di garanzia della qualità rappresenterà un punto di svolta in questo settore perché l’AM richiede test e ispezioni rigorosi, che sono spesso costosi e lunghi, con un impatto sui tempi di consegna e sulla produttività. Aziende come AddUp sono all'avanguardia nel monitoraggio dei processi, fornendo fiducia nella qualità delle parti con una suite completa di software di monitoraggio della garanzia della qualità per ridurre, o addirittura eliminare, la necessità di test rigorosi dopo la stampa di una parte.

Ad esempio, la suite software di AddUp ha tre elementi chiave. La prima è una visione macro di ciò che accade all'interno della macchina, visualizzata su una piattaforma intuitiva chiamata AddUp Dashboards. Successivamente si analizza l'esecuzione della produzione su scala microscopica utilizzando Meltpool Monitoring per misurare decine di parametri ad altissima frequenza. Infine, Recoat Monitoring verifica e corregge in modo proattivo il letto di polvere durante la produzione in modo automatico. Questo tipo di innovazione software sarà determinante nel portare l’AM verso l’industrializzazione, in particolare nel settore aerospaziale e in altri settori altamente regolamentati.