O futuro da fabricação de metais: Principais tendências que moldarão 2024 e os anos seguintes

Explore o principal futuro da fabricação de metais para 2024, incluindo impressão 3D, automação e materiais avançados. Descubra como as novas tecnologias impulsionarão o crescimento e moldarão o futuro da fabricação de metais em nível global.

O futuro da fabricação de metais: Tendências a serem observadas em 2024

Quais são as permutações e combinações do futuro do setor de fabricação de metais em um futuro próximo? Todos sabemos que hoje a impressão 3D, a automação e os materiais aprimorados já estão sendo usados para melhorar a fabricação. Neste artigo, vamos expor as principais tendências que definirão e influenciarão o futuro do setor de fabricação de metais no futuro próximo. fabricação de chapas metálicas fabricação. Descobriremos como a adoção de novas tecnologias pode expandir novos fluxos de receita para as empresas em 2024 e nos anos seguintes.

Previsão de mercado

Espera-se que o mercado global do futuro da fabricação de metais atinja US$ 29,46 bilhões até 2029. Os analistas afirmam que o mercado deverá crescer a uma taxa exponencial na próxima década. Ele será impulsionado principalmente pela demanda das regiões em desenvolvimento e dos principais setores industriais.

Alto crescimento na Ásia-Pacífico

Os mercados da Ásia-Pacífico terão um forte crescimento porque muitos projetos estão em andamento no setor de infraestrutura. Muitos países desenvolvidos e em desenvolvimento, como a China e a Índia, entre outros, estão hoje realizando uma construção agressiva de novas estradas, edifícios, pontes e outras obras. Isso levará a uma maior demanda por peças e produtos de fabricação de metais fabricados no futuro.

Demanda crescente dos principais setores

Ao mesmo tempo, é liberal admitir que os setores automotivo e aeroespacial são dois setores que ainda fornecem demanda para o futuro da fabricação de metais em todo o mundo. Os setores de produção automotiva e de fabricação de aeronaves estão em ascensão em todo o mundo; esses setores podem ajudar a aumentar essas demandas.

Novas tecnologias de corte a laser e seu impacto na velocidade e no desempenho

A técnica de corte a laser tem sido amplamente adotada na fabricação de produtos de metal e as expectativas de crescimento da produção à medida que avançamos. Outra vantagem do uso de lasers é a capacidade de moldar com precisão uma peça com formas e contornos intrincados, e isso acontece sem contato direto. Isso melhora o futuro da fabricação de metais e minimiza o desperdício desnecessário. À medida que os volumes de produção aumentarem, a usinagem a laser desempenhará um papel significativo na obtenção de níveis de produtividade.

A escassez de mão de obra especializada se aproxima

Embora as perspectivas para o fabricação de metais Embora o setor seja bastante otimista, há uma grande preocupação: a deficiência estimada de mais de 2,1 milhões de trabalhadores qualificados no mercado internacional até o ano de 2030. A demanda por habilidades será outra área de foco significativa, especialmente para as organizações que planejam aproveitar as oportunidades em novos campos.

Automação

No futuro do setor de fabricação de metais, à medida que o setor cresce internacionalmente, as empresas estão tentando integrar segmentos de fabricação automatizados. Além de melhorar a qualidade, com a tecnologia automatizada avançada, os fabricantes podem aumentar a linha de produção e a produção sem comprometer a eficiência.

Compensação de déficits de mão de obra

De fato, um dos principais motivos pelos quais as organizações estão migrando para soluções de automação em um ritmo mais rápido é combater as emergentes lacunas de mão de obra qualificada. Dessa forma, usando soluções robóticas para tarefas repetitivas e fisicamente pesadas, os fabricantes podem lidar com a ausência de soldadores, maquinistas e outros especialistas em manufatura. Isso ajuda a manter o funcionamento das empresas, apesar do fato de estarem empregando menos pessoas.

Melhorar a qualidade e a consistência

Além disso, os sistemas automatizados oferecem maior controle da qualidade do produto e capacidade de manter a tolerância do que depender de funcionários. As máquinas e os robôs eliminam os erros decorrentes de fadiga ou falta de atenção...

Expandindo as capacidades, não substituindo os seres humanos

Ao contrário das preocupações comuns, a automação no futuro da fabricação de metais cria novas oportunidades em vez de substituir todas as funções humanas. A programação, a manutenção e a supervisão de equipamentos automatizados exigem habilidades técnicas que não substituem os trabalhos tradicionais de fabricação. Os fabricantes ainda precisam de equipes de profissionais para integrar, prestar serviços e desenvolver sistemas automatizados.

Estudo de caso da Ameritex

Um exemplo é a Ameritex, fabricante de janelas e portas de aço. Ao automatizar parte de suas operações de soldagem com robôs, a Ameritex reduziu o tempo de soldagem em uma unidade de janela padrão de três horas para apenas trinta minutos. Isso possibilitou grandes ganhos de produtividade sem adicionar mais soldadores à sua força de trabalho. Os aumentos gerais de produtividade decorrentes da automação mais do que compensaram outras necessidades de mão de obra.

Como mostram esses exemplos, as estratégias de automação adequadamente implementadas permitem que os fabricantes ampliem suas capacidades e fiquem à frente das tendências futuras do setor de fabricação de metais - tudo isso enquanto mantêm funções qualificadas para os profissionais de fabricação no futuro.

Integração de IoT e Indústria 4.0

O aumento das tecnologias da Internet Industrial das Coisas (IIoT) e dos princípios da Indústria 4.0 está possibilitando uma conectividade inigualável em todo o futuro das operações de fabricação de metais. Ao integrar sensores em rede e ferramentas de coleta de dados, os fabricantes podem obter novos e poderosos insights sobre seus fluxos de trabalho de produção.

Monitoramento de processos em tempo real

Dados detalhados e em tempo real sobre máquinas, materiais e condições ambientais permitem que os problemas sejam identificados e resolvidos praticamente no momento em que surgem. Os problemas com o desempenho do equipamento ou com as variações de qualidade podem ser identificados e corrigidos antes de causarem longos períodos de inatividade ou lotes defeituosos.

Manutenção preditiva de equipamentos

A análise dos padrões de uso e das tensões dos componentes leva à manutenção preditiva por meio da IoT. Os fabricantes podem programar a manutenção antes que ocorram falhas com base na telemetria real da máquina. Isso maximiza o tempo de atividade e minimiza os custos de manutenção.

Melhoria quantitativa de processos

As métricas de produção e qualidade medidas ao longo do tempo oferecem abordagens direcionadas para simplificar os processos. Os gargalos são visíveis, permitindo que os processos sejam reprojetados sistematicamente com base na análise de desempenho.

Estudos de caso mostram que a integração da IoT reduz o tempo de inatividade não planejado em 30-40% em algumas instalações. Um fabricante de peças aeroespaciais relata que dobrou a vida útil de Máquinas CNC por meio da manutenção baseada em IoT. Com o avanço das ferramentas de conectividade, seus benefícios para otimizar as operações de fabricação continuarão crescendo.

Impressão 3D

Podemos dizer que, atualmente, a impressão 3D pode ser descrita como uma das formas de manufatura mais sólidas e de crescimento mais rápido do futuro da fabricação de metais. Ter novas oportunidades na produção de peças e protótipos de baixo volume, ser capaz de criar geometrias difíceis sem ferramentas caras é um grande avanço.

Fusão de cama de metal em pó

Os sistemas de fusão de leito de pó metálico, como os que usam fusão a laser ou feixe de elétrons, oferecem impressão precisa do futuro funcional dos componentes de fabricação de metal. Passagens internas complexas, treliças otimizadas e outras formas que, de outra forma, seriam difíceis ou impossíveis de criar, agora podem ser prontamente criadas.

Projeções de crescimento do mercado

O mercado global de Metais impressos em 3D deverá atingir um valor estimado de US$ 3,1 bilhões até o ano de 2025, de acordo com um importante grupo de pesquisa. Com o avanço da tecnologia e da aceitação, essa aplicação será responsável por mais produção de metal.

Estudo de caso de componentes aeroespaciais

Um dos adotantes de ponta é o setor aeroespacial, onde a impressão 3D é usada para produzir peças complexas de titânio e ligas de níquel para motores a jato e naves espaciais. Um fabricante trabalhou com um OEM de aviação para imprimir aproximadamente 100 componentes do bocal de combustível para um novo modelo de aeronave, reduzindo o tempo de produção de 18 meses para apenas 6 meses.

A capacidade de criar rapidamente um futuro de baixo volume de peças de fabricação de metal no ponto de necessidade, sem limitações de ferramentas, estabelece impressão 3D sustentável como uma tendência crescente para soluções de fabricação personalizadas.

Materiais avançados

À medida que as aplicações exigem componentes mais leves e resistentes, aumenta a demanda por ligas metálicas avançadas com propriedades personalizadas. Materiais como alumínio e titânio são cada vez mais valiosos por suas altas taxas de resistência em relação ao peso, resistência à corrosão e durabilidade.

Crescimento das ligas de alto desempenho

Os setores aeroespacial, automotivo e outros que exigem desempenho premium impulsionam o consumo de ligas especializadas. O futuro da fabricação de metais desenvolve produtos inovadores otimizados para as necessidades de engenharia dos fabricantes usando superligas avançadas, aços para ferramentas e compostos.

Exemplos de desenvolvimento de produtos

Uma empresa cria gabinetes para baterias de veículos elétricos a partir de painéis de alumínio usinados da série 6000. Eles oferecem resistência para proteger as células, mas pesam muito menos do que os designs tradicionais de aço. Um fabricante de ferramentas fabrica moldes para compostos usando ligas de cobalto-cromo sob medida capazes de suportar temperaturas e pressões extremas.

À medida que a ciência dos materiais progride, os fabricantes impulsionam os recursos de fabricação para desbloquear aplicações que exigem os atributos superiores dos materiais de alta tecnologia.

Sustentabilidade ambiental

À medida que as empresas se movem em direção à adoção de estratégias sustentáveis, o futuro do setor de fabricação de metais também tem tentado causar o mínimo de danos ao meio ambiente. As empresas adotam processos e procedimentos ambientalmente sensíveis para reduzir a pegada de carbono e a poluição.

Materiais reciclados e de origem renovável

O futuro da fabricação de metais utiliza sucata reciclada e emprega métodos de fabricação mais limpos para reduzir o uso de recursos virgens. Uma empresa agora atende a mais de 75% de suas necessidades de aço por meio da reciclagem. Outra empresa obtém 30% de seu alumínio diretamente de subprodutos de energia hidrelétrica renovável.

Fabricação de energia limpa

A transição para máquinas-ferramentas e robôs elétricos em vez de modelos hidráulicos elimina os refrigerantes à base de glicol. Um fabricante converteu sua fábrica de 80.000 pés quadrados, reduzindo a pegada de carbono em 40%.

Normas de fornecimento sustentável

Os líderes do setor adotam diretrizes de sourcing que consideram a energia, as emissões e a extração mineral responsável do fornecedor. Cresce a demanda por certificações ambientais de terceiros e divulgações transparentes de fornecimento.

Personalização e soluções sob medida

A capacidade de produzir rapidamente componentes altamente personalizados é cada vez mais importante, pois os projetos exigem soluções sob medida. O futuro da fabricação de metais aproveita a programação CAD/CAM e os equipamentos CNC para transformar intrincados projetos 2D e 3D em peças únicas. Isso permite geometrias complexas adaptadas precisamente a aplicações que a produção em massa não consegue atender.

Há uma demanda crescente das áreas de arquitetura, medicina e design industrial por elementos fabricados exclusivos com requisitos de engenharia especializados. As empresas que fornecem serviços de metalurgia sob encomenda para necessidades de componentes não padronizados podem capturar oportunidades em nichos de mercado que exigem soluções personalizadas.

Métodos de treinamento emergentes

Adotando novas tecnologias

Como o futuro do setor de fabricação de metais enfrenta uma iminente escassez de habilidades, abordagens inovadoras de treinamento estão se tornando necessárias para atrair e desenvolver talentos. Os profissionais mais jovens, em especial, esperam experiências de aprendizado interativas e baseadas em tecnologia. Os fabricantes estão adotando ferramentas como realidade aumentada e virtual para tornar o treinamento mais envolvente.

Simulação de habilidades do mundo real

Por meio de programas de treinamento de soldadores em RV, os alunos podem praticar com segurança diferentes técnicas de soldagem sem consumir materiais caros. Estudos mostram que os alunos de AR/VR aprendem as principais habilidades 30% mais rapidamente, em média, em comparação com os métodos tradicionais. A simulação imersiva de equipamentos e condições reais ajuda a garantir que os estagiários estejam bem preparados para o trabalho de produção.

Um estudo de caso bem-sucedido de soldagem de AR

Um líder oferece um programa de simulador de soldagem em RA para escolas de ensino médio locais. Ao tornar a soldagem interessante com elementos semelhantes a jogos, o programa atraiu muito mais alunos para a carreira ao longo de três anos. Uma turma de 30 alunos que utilizou o treinamento em AR realizou os testes de certificação de soldagem, com uma impressionante taxa de aprovação de 92% na primeira tentativa. Os formandos do curso de AR tiveram um desempenho 22% melhor nas certificações do setor em comparação com os alunos que usaram apenas os métodos de treinamento tradicionais.

Como demonstram os programas de treinamento inovadores, as experiências de aprendizagem imersiva podem preencher funções essenciais na força de trabalho e aumentar os resultados dos alunos. Os métodos emergentes de simulação virtual continuarão a remodelar o ensino de fabricação para desenvolver os trabalhadores talentosos de amanhã.

Conclusão

O setor de fabricação de metais em nível global está esperando boas notícias para o próximo ano. Isso vai acontecer porque as empresas estão se esforçando para acompanhar as novas tendências. Com automação e novos tipos de materiais, a impressão 3D, Soluções de IoTCom o uso da tecnologia de ponta e outros avanços, a empresa aumentará e atenderá às demandas emergentes dos clientes.

A perspectiva para o futuro global do setor de fabricação de metais permanece positiva à medida que as empresas se adaptam às tendências emergentes. Ao adotar a automação, os materiais avançados, a impressão 3D, as soluções de IoT e outras inovações, as empresas impulsionarão e atenderão às necessidades dos clientes em constante evolução. O futuro da metalurgia depende de um planejamento estratégico informado por insights de dados e uma disposição para evoluir com as mudanças tecnológicas.

Outros fatores, como a adoção de práticas de sustentabilidade e o investimento no desenvolvimento de habilidades por meio de novos métodos de treinamento, também determinarão a vantagem competitiva nos próximos anos. De modo geral, o futuro da fabricação de metais continua sendo um setor vibrante e em crescimento, mas o sucesso ficará com as organizações que souberem capitalizar as novas oportunidades por meio de estratégias visionárias e adaptabilidade.

Perguntas frequentes

P: Como a automação afetará os empregos na fabricação de metais?

R: Embora algumas tarefas rotineiras possam ser automatizadas, as empresas ainda precisam de trabalhadores qualificados para fazer a manutenção e a programação dos equipamentos. Espera-se que a automação geral resolva a escassez de mão de obra que se aproxima, em vez de eliminar funções.

P: Quando a impressão 3D se tornará popular?

R: A tecnologia de impressão 3D está avançando rapidamente e os custos estão diminuindo. Para a fabricação de metal, a adoção generalizada é projetada dentro de 5 a 10 anos para produção de volume baixo a médio.

P: Qual é a perspectiva para o setor na Ásia?

R: A previsão é de que a região Ásia-Pacífico tenha o crescimento mais rápido do mercado devido ao desenvolvimento contínuo da infraestrutura e à sua grande base de produção industrial. A China e a Índia provavelmente continuarão sendo as principais oportunidades regionais.

P: Como as empresas menores podem acompanhar as mudanças?

R: Mesmo sem automação, o uso de software CAD/CAM e a formação de equipes com fabricantes de aditivos podem ajudar os fabricantes menores a acessar novas tecnologias e nichos de mercado.