A impressão 3D, ou fabricação aditiva, permite a impressão de um objecto tridimensional a partir de um desenho ou modelo digital criado em computador. Esta tecnologia permite fazer peças de qualquer formato utilizando configurações complexas que não eram possíveis até aqui, uma vez que não estamos limitados à capacidade de um bloco de material, ou de um molde. A fabricação aditiva poderá vir a ter um enorme impacto na forma como produzimos peças e acessórios, levando potencialmente à criação de geometrias diferentes, a diminuições significativas de custo, redução dos materiais utilizados e desperdiçados, tempo de produção mais pequeno e à redução do inventário.

Tradicionalmente, as peças são produzidas em grandes quantidades em fábricas centralizadas em certas regiões do mundo e daí enviadas para os clientes. Mas há alguma expectativa que a tecnologia de fabricação aditiva se desenvolva de forma a alterar este modelo centralizado e permita produzir em diferentes sítios do mundo, produzindo peças à medida que vão sendo necessárias. Desta forma, esta tecnologia tem o potencial de trazer a produção para mais perto do mercado e dos consumidores. Poderíamos passar a imprimir peças localmente para, por exemplo, substituir nos carros, aviões, ou imprimi-las de imediato nas fábricas onde são precisas, em vez de comprar peças em diferentes sítios do mundo, evitando assim o custo e risco do transporte e a necessidade de manter grandes stocks. Assim, só seria necessário imprimir as peças à medida que fossem necessárias.

Foi esta mudança que tentámos perceber na Universidade de Lisboa/Instituto Superior Técnico num estudo recentemente publicado, na revista Additive Manufacturing em parceria com colegas da Universidade de Carnegie Mellon (CMU), realizado no âmbito do Programa CMU-Portugal, uma iniciativa que tem contribuído para colaborações internacionais como esta e tem tido um enorme impacto na ciência que é feita em Portugal.

Neste estudo, olhámos em particular para o sector aeronáutico, no qual a capacidade de produzir peças de forma rápida em vez de as acumular em stock é particularmente atractiva. Utilizámos modelos de custo e localização para estimar o impacto deste modo de produção na cadeia de fornecimento na aviação, indústria que está já a produzir algumas partes em impressão 3D, explorando alterações da configuração da cadeia de fornecimento. Com base em modelos de custo e optimização, analisámos a localização óptima e o número de locais de produção. Comparámos os custos de produção com os custos de transporte e de inventário, analisando a substituição de uma peça de um motor de avião nos aeroportos, com base em três cenários de desenvolvimento da tecnologia.

Os resultados obtidos mostram que a impressão 3D poderá não levar totalmente a um modelo de produção distribuído como tínhamos pensado, pelo menos nas condições do estudo. Embora a impressão 3D permita descentralizar a produção para mais perto dos mercados e clientes levando a redução de custos de transporte e inventário, os equipamentos de 3D e os custos de pós-processamento tendem, por enquanto, a favorecer o modelo actual de produção centralizada.

Os nossos resultados permitem-nos concluir que o modelo convencional de produção ainda é mais eficiente em termos de custo e que um modelo descentralizado só se tornará atractivo se os volumes de produção aumentarem, ou o custo do pós-processamento das peças diminuir. A produção descentralizada fará apenas sentido com volumes de produção anual na ordem das 10.000 peças.

O modelo sugere ainda que estes resultados não se alteram mesmo com a diminuição de preços das impressoras 3D, e só se observam alterações se as impressoras se desenvolverem de tal forma que o pós-processamento possa ser eliminado, o que tornará a produção descentralizada mais económica mesmo a volumes de produção mais baixos. Por outro lado, a diminuição do custo do equipamento levará a um maior peso do custo do trabalho no total, o que poderá ser mitigado por processos de automação que afectarão por sua vez o emprego.

Este estudo veio mostrar que a integração e adopção de tecnologias é um processo complexo, com impacto nos custos e no emprego, e potencial impacto na estrutura das cadeias de valor e na distribuição global da produção. Estas tecnologias têm um elevado potencial transformador e estudá-las é como olhar e imaginar um futuro que não sabemos se irá existir.