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Matéria – Revista Tecnologística – Abril 2017 Novos e promissores desafios para a logística. O emprego de impressoras 3D nas indústrias de vários segmentos promete movimentar, em médio e longo prazo, também as empresas de logística, diante da possibilidade da criação de novos modelos de negócio e formas de atender seus clientes com maior agilidade, eficiência e redução de custos. Mas ainda há limitações e um longo caminho a ser percorrido, tanto no que se refere ao conhecimento sobre as reais possibilidades oferecidas por essa tecnologia quanto ao seu desenvolvimento e aperfeiçoamento, como demonstram as análises dos institutos de pesquisa e dos principais player desse mercado. A impressão 3D, também chamada de manufatura aditiva, foi criada há quase 40 anos, mas somente a partir da década de 1990 começou a deslanchar em função do desenvolvimento paralelo de várias outras tecnologias, como as de armazenamento de dados, o avanço dos dispositivos móveis e da internet e ainda a evolução de hardwares e softwares, especialmente o CAD/CAM 3D (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing), utilizado por projetistas para criar e desenvolver produtos. Hoje, essas impressoras vêm sendo empregadas mundialmente pelas indústrias dos setores automotivo, aeroespacial e de eletroeletrônicos, dentre outras, para a produção de protótipos, ferramentas e alguns tipos de peças e itens de reposição; pelo setor educacional, que as utiliza para provas de conceito; e pela área médica e odontológica, para próteses, implantes e planejamentos cirúrgicos. As expectativas de vários institutos de pesquisa são otimistas e indicam que esse mercado deverá crescer muito nos próximos anos. Segundo Pete Basiliere, vice-presidente de Pesquisa do Gartner Group, em 2016 foram comercializadas no mundo todo mais de 455 mil impressoras 3D para uso corporativo e doméstico, correspondendo a um crescimento de 108% em relação ao ano anterior, e a estimativa é que até 2020 esse total chegue a mais de 6,7 milhões de unidades vendidas. Em termos de valores, o instituto calcula que a receita obtida com a venda desses equipamentos passe do US$ 1,4 bilhão registrado em 2015 para US$ 17,7 bilhões em 2020, correspondendo a uma taxa de crescimento anual de 66,5%. “O Gartner acredita que 65% dos profissionais da cadeia de suprimentos em todo o mundo estão usando ou irão investir em 3D nos próximos dois anos para introduzir uma abordagem inovadora na fabricação de produtos e para otimizar as operações de manufatura”, destaca Basiliere. Já o levantamento da consultoria Wohlers Associates aponta que o segmento de impressoras 3D movimentou mundialmente US$ 5,1 bilhões em 2016, superando em 30% o registrado no ano anterior, e projeta, para 2020, algo próximo a US$ 21 bilhões. Estatísticas e previsões à parte, é inegável que a tecnologia aditiva vem sendo vista com outros olhos, sobretudo pelas indústrias, muitas das quais já a estão utilizando de forma efetiva em seus processos produtivos, o que remete a outra questão: quais são os impactos que essas ações já estão trazendo e ainda trarão no futuro para o setor logístico? Atenta a toda essa movimentação e com base nas previsões da consultoria McKinsey, que, bem mais otimista que o Gartner e a Wohlers, projeta que o mercado 3D crescerá entre US$ 180 bilhões e US$ 490 bilhões até 2025, a operadora logística DHL elaborou um relatório intitulado “Impressão 3D e o Futuro das Cadeias de Suprimentos”, resultante de estudos que vem sendo realizados há vários anos com uma variedade de máquinas e técnicas de impressão 3D, e que lhe permitiram identificar novos modelos de negócios e aplicações que irão redefinir as estratégias de fabricação, de logística e da cadeia de suprimentos como um todo. Matthias Heutger, vice-presidente sênior de Soluções para Clientes e Inovação da DHL, destaca que o relatório reconhece a impressão 3D como uma tecnologia transformadora, mas que não irá tornar o processo produtivo convencional obsoleto. Ela irá contribuir, em muitos casos, para simplificar a fabricação de produtos altamente complexos e personalizáveis, e também para a produção de peças de reposição, o que aproximará cada vez mais os setores fabril e logístico. O estudo da DHL elenca alguns possíveis e novos modelos de negócios que deverão surgir em virtude da maior adoção da manufatura aditiva. Um deles pressupões que as operadoras logísticas passarão a contar com uma rede própria de impressoras 3D partilhadas e instaladas em vários centros de distribuição em diferentes locais do mundo, ou ainda irão apoiar e fazer parcerias com empresas prestadoras desse tipo de serviço e, em vez de estocar peças de reposição, o que em muitos casos representa custos altos pela baixa rotatividade desses itens, vão imprimi-las sob demanda no local mais próximo do cliente final. A Mercedes-Benz, por exemplo, já permite a seus clientes imprimir em instalações próximas mais de 30 tipos diferentes de peças de reposição originais de fábrica para caminhões de carga. A iniciativa tem como objetivo solucionar os atrasos que a montadora vem enfrentando para a entrega desses itens. Outra possibilidade sugerida pelo relatório da DHL é que os operadores logísticos atuarão como microfábricas para atender clientes que exigem alto nível de customização. As peças de reposição personalizadas seriam feitas sob demanda em impressoras 3D instaladas em CDs próximos ao destino final. Esse esquema valeria também para a impressão de peças críticas para a reparação de máquinas, que precisariam ser entregues o mais rápido possível para não interromper o processo de fabricação. Haveria, além disso, a possibilidade de, em vez de imprimir alguns tipos de peças ou produtos em um local fixo, como no armazém, fazê-lo em um veículo em movimento. A Amazon, por exemplo, já adquiriu patente para equipar um caminhão com impressoras 3D para prestar esse tipo de serviço no futuro. Essas são algumas das possibilidades previstas pela DHL, destacando ainda que, à medida que os fabricantes adotarem a impressão em seus processos e na cadeia de suprimentos, alguns tipos de produtos poderão ser impressos inteiramente em 3D, o que abrirá um campo para operadores logísticos oferecerem soluções regionais e de última milha e, portanto, tornarem-se ainda mais ágeis e eficientes no atendimento a seus clientes. Expectativas versus realidade É importante ressaltar que nem todos os produtos podem ser, devem ser ou serão impressos em 3D. Há várias questões que precisam ser consideradas, como a propriedade intelectual, o fato de que há vários tipos de máquinas 3D no mercado que trabalham com tecnologias e materiais diferentes, o preço dos equipamentos, que ainda é alto, a necessidade de treinar os profissionais e o desconhecimento do mercado. “As máquinas para impressão de certos tipos de peças ou produtos são grandes, requerem investimentos pesados e ainda, em muitos casos, não conseguem substituir 100% do que é feito no processo convencional. Em alguns plásticos, por exemplo, a resistência é menor quando feitos no 3D em comparação ao que se obtém numa máquina injetora. É um problema da própria tecnologia, que ainda tem limites”, destaca Carlos Levenstein, vice-presidente de Vendas e Marketing da Maqeo Technologies. Na avaliação de Anderson Soares, gerente de Território da Stratasys, há situações em que, mesmo que o produto feito em 3D não apresente a mesma durabilidade que aquele produzido numa máquina convencional, seu emprego pode compensar. “Quando se faz necessário substituir uma peça em uma máquina que quebrou e não há outra no estoque, pode- se imprimir aquela peça em 3D e utilizá-la até que chegue a outra, feita no processo convencional. O custo seria muito menos do que parar a produção”, exemplifica Soares. Mas para a fabricação de vários produtos finais, como gabaritos, peçasde fixação, braços robóticos, e especialmente de painéis e peças customizadas e de baixa escala, como as utilizadas em aviões e navios, por exemplo, o gerente afirma que a impressão 3D é uma opção recomendada, não só em termos de durabilidade e confiabilidade, mas de custos, pois a redução, comparando com as estocagem, pode ser de aproximadamente 80%. No caso específico das ferramentas usadas no processo produtivo, a tecnologia hoje, segundo Soares, permite substituir o aço ou alumínio pelo termoplástico, mantendo a mesma qualidade e funcionalidade, mas reduzindo sensivelmente o peso. “Uma ferramenta que em alumínio pesa quatro quilos, ao ser impressa em 3D com termoplástico chega a pesar apenas 400 gramas. Com isso, é possível propiciar maior conforto para o operador trabalhar, além de se obter reduções de tempo, de materiais e de custos para sua produção, que variam de 40% a 80%”. Para Andreia Cavalli, gerente Comercial da 3D Systems Latam, é importante considerar que no Brasil a manufatura aditiva ainda está voltada para dentro das empresas, sendo utilizada em geral para prototipagem e produção de alguns tipos de peças, o que traz pouco impacto à logística. “Nos Estados Unidos essa questão está mais avançada. Um exemplo é o projeto da UPS, que está fazendo parcerias com várias empresas multimarcas e prestadoras de serviços de impressão 3D para disponibilizar cerca de 60 pontos em que peças de reposição poderão ser impressas. No Brasil ainda temos que caminhar muito para chegar a esse estágio, mas é algo que vai acontecer a médio e longo prazo”. Segundo a gerente, há ainda muito desconhecimento e, portanto, necessidade de evangelização do mercado. Nesse sentido, a 3D Systems mantém em sua unidade instalada em Diadema (SP) o maior showroom da empresa na América Latina, em que além das impressoras são expostos os softwares CAD/CAM (da Geomagic, que foi adquirida há cerca de três anos), soluções para impressão e scanners digitais. A empresa também presta serviços de prototipagem para as indústrias que não possuem e ainda não podem ou não querem investir nesse tipo de equipamento. “A cada 45 dias realizamos um evento open house para que as empresas e também universidades e demais interessados em saber mais sobre a tecnologia possam ver na prática suas possibilidades”, explica Andreia. Na avaliação de Soares, a América Latina como um todo está dez anos atrasada na adoção da impressão 3D em comparação aos Estados Unidos e à Europa. “São poucos os que sabem do que se trata. Resta para as fabricantes de impressoras, além de disponibilizar mais informação sobre a tecnologia, a tarefa de entender o processo do cliente para poder oferecer a opção que faça mais sentido para ele e que lhe permita substituir os processos convencionais pela manufatura aditiva, para produzir em menos tempo, com maior eficiência e menores custos”, destaca o gerente da Stratasys. O preço é outro fator inibidor, segundo Levenstein, da Maqeo. “As máquinas aqui chegam a custar em média quase três vezes mais do que nos mercados europeu e norte-americano, e isso acontece por causa do chamado custo Brasil, ou seja, pela tributação alta e insana, que impede as empresas de investir nessa tecnologia”. Na avaliação de Luiz Egreja, responsável pela área de Business Tranformation da Dassault Systèmes para Amércia Latina, a crise econômica é outro fator desestimulante. “Há muitas empresas interessadas em experimentar a tecnologia, mas precisaram represar investimentos por conta da conjuntura. Assim que houver maior estabilidade, várias delas deverão fazer pilotos para testar as soluções”, supõe. O executivo também acredita que, em certa medida, a impressão 3D ainda não é economicamente viável porque grande parte dos engenheiros e dos profissionais da área de desenvolvimento de produtos não sabe aproveitar todo o seu potencial. “A maioria dos projetistas ainda pensa com base nos processos convencionais. Nesse sentido, o CAD é fundamental, porque é com esse programa que são determinados todos os parâmetros do produto ou peça que será impresso. “É possível simular no computador todo o processo de construção, partindo do design da peça, considerando o tipo de material a ser empregado, inclusive o da bandeja da impressora onde a peça será feita, para que possa suportá-la, e ainda realizar vários testes e análises, tudo virtualmente, determinando até se compensa fazê-la em 3D ou no processo convencional”, explica Egreja. Mercado em expansão Atualmente há uma grande quantidade de fabricantes de impressoras 3D, inclusive no Brasil, mas a maioria deles – aproximadamente 80% - está focado em oferecer máquinas menores, voltadas para quem está começando a experimentar a tecnologia e para pequenos escritórios e o uso doméstico. As maiores em termos de base instalada e em faturamento são as precursoras 3D Systems e Stratasys, que atendem aos segmentos de manufatura (principalmente automotivo, aeroespacial, eletroeletrônico e de bens de consumo), educacional e médico e odontológico. “Oferecemos mais de 50 tipos diferentes de impressoras e sete tecnologias de impressão 3D, sendo que as mais usadas pelo setor industrial são as máquinas mais resistentes e precisas, que usam as técnicas de estereolitografia (SLA) e de sintetização a laser (SLS)”, destaca Andreia Cavalli. Mas a 3D Systems, que soma mais de 32 anos de atuação, também disponibiliza modelos menores voltados para arquitetos, designers de joias e de moda, entre outros, e está desenvolvendo impressoras para a área de comestíveis a serem lançadas em breve. Um dos destaques devido à grande procura, segundo a gerente, é a Project 2500 Plus, uma máquina de entrada que usa a tecnologia Multijet Printing. A Stratasys, que atua há mais de 25 anos, também apresenta um extenso portfólio de impressoras com tecnologias de modelagem por deposição e fusão (FDM) e Polyjet, voltadas para uso industrial e que trabalham com uma ampla gama de materiais. Em fevereiro deste ano, a empresa lançou uma linha intermediária de impressoras voltadas para escritórios, que oferecem a mesma qualidade e possibilidade de uso de ampla variedade de materiais das máquinas high end usadas na indústria, mas com custo bem mais acessível. Com vistas a abocanhar uma fatia desse promissor mercado, a HP, tradicional fabricante de impressoras multifuncionais, é outra que passou a investir na tecnologia 3D e iniciou a comercialização, em outubro do ano passado, da 3D Jet Fusion modelo 4200, desenvolvida para prototipagem e escala de produção de pequeno porte, e O início de tudo Uma das primeiras iniciativas de impressão 3D de que se tem notícia foi a de Hideo Kodama, pesquisador do instituto de pesquisas industriais de Nagoya, no Japão, em 1980, que tinha como objetivo agilizar a prototipagem e reduzir os custos e prazos de confecção. Três anos depois, o norte americano Chuck Hull desenvolveu a tecnologia de estereolitografia (SLA, na sigla em inglês para Stereolithography Apparatus), em que uma resina líquida reage a um laser ultravioleta, que solidifica esse material camada por camada, formando a peça. Em 1986, Hull fundou a 3D Systems e comercializou a primeira impressora já no ano seguinte. Em 1989, a empresa patenteou outra tecnologia desenvolvida por Carl Deckard, pesquisador da Universidade do Texas, de sintetização seletiva a laser (SLS, ou Selective Laser Sintering), em que um material em pó, que pode ser plástico ou metal, é fundido por um laser de CO2, formando a peça em camadas. Naquele mesmo ano, Scott Crump, cofundador da Stratasys, registrou a patente da tecnologia de modelagem por fusão e deposição (FDM, ou Fused Deposition Modelling), também chamada de FFM (Fused Filament Modelling), que se tornou a mais utilizada e acessível. Nessa técnica, as peças são produzidas em camadas, de baixo para cima, ao se aquecer e injetar filamentosplásticos. Em 2012, a Stratasys fez uma fusão com a empresa israelense Objet, passando a oferecer também a tecnologia Polyjet, que permite imprimir camadas finas de fotopolímero líquido com vários níveis de dureza e cores. Atualmente são disponibilizadas por essas e demais empresas do mercado várias outras tecnologias e uma gama extensa de materiais que inclui diferentes tipos de plásitos, metais e cerâmicas. ainda no primeiro semestre de 2017 lançará o modelo 3200, também para prototipagem. De acordo com Claudio Raupp, general manager e managing diretor da HP Brasil, as máquinas estão disponíveis apenas nos Estados Unidos, devendo ser comercializadas na América Latina somente a partir de 2018. “Nosso foco são os provedores de serviços de impressão e os grandes clientes com linhas de produção intensas”, destaca. Na avaliação do executivo, a impressão 3D tem o potencial de transformar o modelo de produção linear “take, make, waste and disposal” numa economia circular, no sentido de que permitirá agilizar o desenvolvimento e fabricação de novos produtos, com redução de desperdícios e reutilização de componentes. “A manufatura aditiva vai transformar não apenas a fabricação e a cadeia de suprimentos, mas também o modo como vivemos”, aposta. Com seis anos de atuação, a Maqeo é outra empresa a apostar no crescimento da tecnologia 3D, oferecendo quatro modelos de impressoras com tecnologia de modelagem por fusão de filamentos (FFM). O carro-chefe é a A2Plus, que conta com dois extrusores, permitindo misturar simultaneamente no mesmo trabalho dois tipos de materiais e também várias cores, que dão às peças efeitos óticos e táteis de madeira, cerâmica, e metal, apesar de serem confeccionadas com termoplásticos. Já a One é uma máquina de maior porte que permite imprimir produtos de até 1 metro cúbico, sendo indicada também para a confecção de móveis como mesas, bancos e cadeiras. “Nossa preocupação é assegurar que a peça em 3D apresente a mesma resistência e qualidade da que seria feita em processos convencionais de fabricação”, destaca Levenstein. No senso comum, a tecnologia ainda precisa evoluir para possibilitar o emprego de uma variedade maior de materiais, reduzir o tempo de impressão de alguns tipos de peças e para que os preços das máquinas fiquem mais acessíveis. Para a logística, em particular, ela poderá ser altamente positiva na medida em que reduzirá os custos de estocagem e a tornará menos dependente da infraestrutura para o transporte de produtos e cargas, que particularmente no Brasil é bastante deficitária. A impressão 3D na prática Muitas empresas já estão obtendo benefícios com a adoção da manufatura aditiva. No setor automotivo há vários exemplos, como o da Ford, que está utilizando a tecnologia para desenvolver componentes que irão equipar seus veículos de séria e esportivos. Um desses componentes é uma peça dianteira aerodinâmica (spoiler) que, impressa em 3D, pesa menos da metade do que se fosse feita em metal no processo convencional. A montadora também pretende utilizar a tecnologia para produzir peças de acabamento personalizadas para seus clientes. Na BMW, a manufatura aditiva é empregada na inovação do design de veículos, mas também para a produção de ferramentas, moldes e gabaritos específicos usados na sua fábrica na Alemanha. Já a Bentley, especializada em carros de luxo, emprega a impressão 3D para criar protótipos e modelos em pequena escala, além de peças de tamanho original para testes antes de serem produzidas na linha de montagem. No Brasil, a Man Latin America obteve uma redução d e80% no custo de elaboração dos protótipos de peças para os ônibus e caminhões fabricados em sua unidade de Resende (RJ). Outro ganho foi de tempo: no processo convencional a montadora levava cerca de dois meses para fazer um protótipo, o que agora é realizado em apenas algumas horas. A tecnologia também está sendo utilizada por empresas de vários outros setores, como a Airbus, fabricante de aviões, ThyssenKrupp, de elevadores, Alpargatas, de calçados, e Schneider Electric, de sistemas de energia, para citar alguns exemplos.