Oportunidades y retos para la impresión 3D en vehículos eléctricos

El reporte "3D Printing and Additive Manufacturing 2024-2034: Technology and Market Outlook", elaborado por IDTechEx, analiza las oportunidades y los retos a los que se enfrenta la manufactura aditiva en la producción de vehículos eléctricos.

De acuerdo con el documento, el mercado de vehículos eléctricos experimentó otro emocionante año de crecimiento en 2023. Además, añade el reporte de IDTechEx, teniendo en cuenta que los vehículos eléctricos representarán una oportunidad de ingresos de 3.5 billones de dólares para 2044, no es de extrañar que el sector de la manufactura aditiva tenga interés por este campo de aplicación.

“Capturar incluso una fracción de la cadena de suministro de la fabricación de vehículos eléctricos supondría ingresos y un crecimiento considerable para la industria de manufactura aditiva”, precisa el documento.

Sin embargo, el reporte detalla que esto plantea las siguientes preguntas: ¿cuáles son las verdaderas oportunidades para la producción de vehículos eléctricos? y ¿dónde encontrará la manufactura aditiva mayores dificultades?

Las oportunidades en la producción de vehículos eléctricos

El reporte refiere que en muchas entrevistas con los principales fabricantes de impresoras y proveedores de materiales de manufactura aditiva, existen varias oportunidades para que estas industria aporte valor a las cadenas de suministro de fabricación de vehículos eléctricos, tales como:

• Aligeramiento: la manufactura aditiva puede ayudar a aligerar las piezas, lo que puede ampliar la autonomía de un vehículo eléctrico o crear espacio para otros componentes (por ejemplo, baterías más grandes).
• Simplificación de la manufactura: la manufactura aditiva podría permitir consolidar grandes ensamblajes en menos piezas, lo que simplificaría la cadena de suministro y reducir costos.
• Mejora de la velocidad de comercialización: la manufactura aditiva ayuda a reducir la duración de los ciclos de diseño al acortar los tiempos de producción y los costos de creación de prototipos y herramentales. Al acortarse los ciclos de diseño de los vehículos, la manufactura aditiva podría ayudar a comercializarlos más rápidamente mediante la producción de prototipos (tanto estéticos como funcionales) y herramentales (para cortar, estampar, formar, moldear, fundir).
• Cambios en las antiguas cadenas de suministro automotrices: a medida que las piezas heredadas se sustituyan por otras específicas para vehículos eléctricos (es decir, baterías, motores eléctricos, componentes de refrigeración, etc.), los fabricantes de automóviles crearán nuevas cadenas de suministro para dar cabida a estas nuevas piezas. Esto puede dejar espacio para que la manufactura aditiva gane cuota de mercado, sobre todo si los fabricantes están más dispuestos a considerar tecnologías alternativas a medida que ajustan sus cadenas de suministro.
• Flexibilidad en los jugadores emergentes de vehículos eléctricos: el mercado de los vehículos eléctricos cuenta con numerosas empresas emergentes que están más dispuestas a considerar tecnologías de producción alternativas como la manufactura aditiva en comparación con las empresas automotrices tradicionales, lo que crea una nueva base de clientes potenciales.

Estas nuevas empresas pueden estar más interesadas en la dinámica de la cadena de proveeduría digital que los actores tradicionales con cadenas de suministro de larga duración. Además, podrían beneficiarse de la flexibilidad de la manufactura aditiva para evitar la necesidad de establecer una economía de escala para llevar su producto al mercado.

Los retos que enfrenta la aplicación de la impresión 3D en los vehículos eléctricos

El reporte refiere que la manufactura aditiva se enfrenta a numerosos retos en su aplicación en los vehículos eléctricos, sobre todo en su aplicación para componentes de producción:

• Alto costo de la manufactura aditiva: la mayoría de las piezas impresas en 3D no pueden competir en precio con las piezas mecanizadas, fundidas o moldeadas tradicionalmente. Incluso en el caso de las piezas en las que la manufactura aditiva puede mejorar su rendimiento o peso, muchos fabricantes de vehículos preferirán mantener la pieza tal cual. Será difícil encontrar aplicaciones en las que las ventajas de rendimiento de la manufactura aditiva justifiquen el costo, sobre todo si se tiene en cuenta la necesidad de reducir el costo de los vehículos eléctricos para aumentar su adopción masiva en el mercado.
• Portafolio y fuentes de materiales limitadas: la mayoría de las tecnologías de manufactura aditiva aún no procesan las aleaciones de acero y aluminio más utilizadas por los fabricantes de automóviles. Además, las fuentes únicas de materiales plantean problemas de resistencia de la cadena de suministro para los OEM.
• Predominio de los métodos y las cadenas de suministro establecidos, sobre todo en los grandes OEMs: existe una preferencia por las técnicas tradicionales de mecanizado y moldeado, sobre todo en los grandes fabricantes. Además, la manufactura aditiva tiene que competir con cadenas de suministro establecidas desde hace tiempo. La aversión al riesgo de los OEM dificulta la introducción de nuevas tecnologías de fabricación.
• Rendimiento de producción demasiado bajo: el rendimiento de la manufactura aditiva es inferior al de los procesos de fabricación convencionales, lo que dificulta la producción de grandes volúmenes de vehículos eléctricos para el mercado masivo.
• Falta de necesidad de mejoras de rendimiento: para muchas piezas del mercado masivo las soluciones actuales funcionan lo suficientemente bien, por lo que no hay necesidad de que las OEM adopten la manufactura aditiva independientemente de que ésta mejore su rendimiento.
• Falta de fiabilidad: dado que los fabricantes de equipos originales son bastante reacios al riesgo, la manufactura aditiva tiene que demostrar su calidad y consistencia para poder utilizarse en vehículos eléctricos.

¿La manufactura aditiva se abre paso en la producción de vehículos eléctricos?

A pesar de estos retos, la industria de la manufactura aditiva sigue viendo avances en su penetración en el mercado de los autos eléctricos.

El reporte señala que una de las principales noticias de 2023 en el sector de la impresión 3D fue el avance de Tesla con el gigacasting, un proceso que utiliza máquinas de fundición masiva para fabricar piezas individuales de gran tamaño para sus vehículos eléctricos. Un componente clave de este proceso es la inyección de aglutinante de arena para producir núcleos de fundición.

Otros fabricantes de equipos originales, como Toyota, están estudiando la posibilidad de incorporar el gigacasting a sus propias cadenas de proveeduría, por lo que esta nueva aplicación representa el potencial futuro de la impresión 3D para tener un impacto significativo en el mercado de los vehículos eléctricos.

Para más información sobre este informe visite el siguiente link: www.IDTechEx.com/3DP