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UL and the UL logo are trademarks of UL LLC © 2013

El Desarrollo del Mercado de

la Manufactura Aditiva y UL

Como su Catalizador

Ing. Chris Krampitz Hernández

Gerente de Estrategia

Tecnologías Digitales de la Manufactura

29 de octubre de 2014

Contenidos

Resumen de UL y Tecnologías Digital de la Manufactura (TDM)

Mercado Actual de la Manufactura Aditiva (MA)

Potencial de la Tecnología

Pronostico de la Industria

UL como Catalizador del Desarrollo

Somos una fuerza mundial

PARA EL BIENNuestra base es la misión de

UL a crear desde 1894 un

mundo mas segura.

- Avanzado seguridad por

estudios e investigaciones

- Mitigar la perdida de vida y

propiedad

- Promover ambientes de vida

y laborales seguros

ENTREGA DE EXPERIENCIA INIGUALABLE Y

PENSAMIENTO

LIDERAZGODesde la adopción de la electricidad

para la interoperabilidad inalámbrica,

UL conduce la seguridad mundial.

Nuestra amplia experiencia nos hace

invaluable en:

El desarrollo de estándares

Creación de códigos

Tras un análisis de los avances de

seguridad

Ayudar a los clientes diseño,

producir, empaquetar y vender

productos más seguros4

Nuestras marcas están en casi

22 Billones de productos en

todo el mundo, por año, lo que

indica la paz de la mente de los

consumidores, los clientes, las

empresas y los gobiernos

DEL MERCADO MUNDIAL, OFRECEMOS SU

ACEPTACIÓN

UL le ayuda a navegar:

Problemas de complejas de

conforme

Desafíos regulatorios y

comerciales

Demandas del mercado

Gestión de la cadena de

suministro

Y LE AYUDAMOS NAVIGAR EL

COMERCIO MUNDIAL

6

UL es el catalizador de la transformación mundial a la manufactura

digital (e.g., robótica, digitación, y manufactura aditiva). UL es el socio

preferido de diseñadores, marcas, manufacturares, minoristas,

suministradores de tecnología, y ministerios para la experiencia y

capacidad necesaria para adaptar al terreño de diseños y

manufacturación que evoluciona rápido.

Visión de Grupo TDM

Mercado Actual de la Manufactura Aditiva

8

Estructura de la Cadena de Valor de la MA

Provee-

dores de

Materiales

OEM

Usuarios

Logísticas

Fabricar par Existencia

Montar a la Orden

Fabricar a la Orden

Diseñar a la Orden

9

Ensambla-

dores

Distribui-

dores o

MinoristasLogísticas

Logísticas

Logísticas

ReguladoresMinistros del

GobiernoMarcas

Empresas de

Calidad y

Seguridad

Provee-

dores de

Maquinas

Diseñador

es

Escáner

Software

para

Diseños

Provee-

dores de

Materiales

Red de la

Manufactura

DistribuidaLogísticas

para

Productos

Finales

Logísticas para

Materiales

Fabricar a la Orden

Diseñar a la Orden

Fabrica a la Orden

Diseñar a la Orden

A

B

10

Proveedores de la Tecnología

11

Segmentaciones del Mercado

Producción Profesional Personal

~10% ~25% ~65%

de todas las maquinas

Object500Connex3

Volumen de Fabricación:

38.220 cm3

Tamaño Total:

1,9 m3

EOS 400


64.000 cm3

Tamaño Total:

15,9 m3

Makerbot Replicator 2X


5.800 cm3

Tamaño Total:

0.08 m3

3. Fusión de Cama de Polvo

4. Chorreado de Materiales

5. Chorreado de Pegamento

6. Laminador

7. Deposición Directa de Energía

1. Protuberancia de Materiales

12

Siete Tecnologías de MA Distintas

2. Polimerización en Tanque

13

Mercado Personal (Consumidores)

0

10000

20000

30000

40000

2007 2008 2009 2010 2011 2012

2012 Mercado

$40 milliones

286% CAGR (5 años)

6.5% del mercado de maquinas

Crecimiento del Mercado Mundial

Personal(# de maquinas instaladas)

3D System

CubeX

Delta Micro Factory

UP Plus 2Stratasys

Replicator 2X

FUENTES:

Wohlers, Company, UL

14

Mercado de Profesional y Producción (Industrial)

$-

$1

$2

$3

$4

2008 2009 2010 2011 2012

2012 Mercado

$3.5 billones

26% CAGR (5 años)

Maquinas

Metales = 1, 278

Polímero = 55,578

EOS M 400

Electron Beam Deposition (Metal)

Crecimiento del Mercado Mundial de

Producción(billones de dólares)

Capacidad Mundial de Producción(maquinas instaladas)

Stratasys Fortus 900mc

Fused Deposition Modeling (Plástico)

FUENTES:

Wohlers, Morgan Stanley, Credit Suisse, EOS, Stratasys , UL

15

Mercado Industrial

2012 Distribución Mundial de

Capacidad(% de maquinas instaladas)

America del Norte

40%

Europa

30%

Asia/ Pacifico

26%

Otra

4%

3D System

(EEUU)

18%

Stratasys

(EEUU)

57%

Envisiontec

(Alemania)

11%

Others

10%

EOS

(Alemania)

2%BeijingTiertime

2%

2012 Participación de Mercado de

Proveedores de Maquinas(% de maquinas instalads)

FUENTES:

Wohlers

16

Usuarios de la Tecnología Industriales

Otr

o8%

He

rra

mie

nta

s

pa

ra P

roto

tipos

11

%

Otr

os

8%

2012 Distribución de la

Tecnología entre Industrias(% de Ingresos)

2012 Aplicaciones de la Tecnología(% of Respondientes)

Componentes de

Herramientas, 5%

He

rra

mie

nta

s

pa

ra F

un

dic

ión

11

%

Personalización & Componentes

Complejos

71%

Velocidad de

Prototipos

21%

Reducción de los

costos de

herramientas, 8%

Componentes Originales

43%

Repuestos

38%

Adopcion rapida en

manufactura, 3%

Beneficios Alcanzados de los Usuarios(% of Respondientes)

Usos Pretendidos(% of Respondientes)

La aplicación para productos finales complejos

será importante entre muchas industrias

FUENTES:

Wohlers, Morgan Stanley, Credit Suisse, EOS, Stratasys , UL

17

Estándares

Comité internacional de ASTM F42 en la manufactura aditiva

fuera formada en 2009 en conjunto con la Sociedad de

Ingenieros de la Manufactura (SME)

Cuatro comités menores: [1] Métodos de Pruebas, [2] Diseños,

[3] Materiales & Procesos, y [4] Terminología

Cinco estándares ya publicadas: [1] Estándar de Terminología,

[2] Sistemas de Coordinadas & Métodos de Pruebas, [3]

Formato de Archivos Digitales, [4] & [5] Estándar de

Especificaciones del proceso de la fusión de cama de polvos

ISO Comité Técnica 261 en la manufactura aditiva esta

desarrollando una hoja de ruta mundial par estándares

ISO TC 261 y ASTM F42 están en cooperación

Estándar del formato del archivo digital que esta en competición

con la de ASTM F42

El desarrollo de estándares ha sido insuficiente para

abordar las necesidades del mercado

18

Ambiente Normativo

Restricciones

de Productos

3DP armas están ilegalizadas en el Reino Unido

EEUU Congreso fallo a ilegalizar 3DP amas(dic 2013)

California y New York propusieron leyes contra 3DP armas

Dispositivos

Médicos

UE planea normas para asegurar que productos han hechos por

empresas respetadas

EEUU FDA planea a proveer orientacion en dipostivios 3DP entre

2 años

FDA aprobaron un polimer 3DP (feb 2013)

Seguridad

Laboral

OSHA esta al principio de investigaciones; podría pasar 7-10

años

Seguridad de

Consumidores

Consumidores faltan protecciones en las leyes de

responsabilidad de productos (EEUU)

CPSC aún no ha empezado investigaciones; ha dicho que

actuare prontamente si ha incidente

Autorregulació

n

National Association of Manufacturers esta considerando

actividades de autorregulación

Las actividades normativas han sido escasas

Beneficios:

Complejidad mas económica

Personalización rápida

Mas rapidez de desarrollar productos

Fortaleza en diseños y menos en

fabricación

Menos limites en diseños de productos

Reproducción de productos mas fácil

Producción de pequeña cantidades

mas económica

Reducción en el costo total de entrega

Factorías mas compactas

Menos desechos de materiales

Retos:

Disponibilidad de materiales

Calidad de productos

Estándares de manufactura &

seguridad

Protección del la propiedad

intelectual

Costos de producción de cantidades

grandes

Disrupción de modelos de negocios

corrientes

19

Beneficios y Retos a la Industria de MA

Potencial de la Tecnología

20

21

La Industria de Productos Industriales

Vehículos Comerciales

$295 billones (5% CAGR)

Maquinaria de Construcción


Maquinaria Industrial

$165billones (6% CAGR)Equipo Eléctrico


Aeronáutico


22


Construcción y

Materia Prima

28%

Equipo pare la

Manufactura

22%

HVAC y Fluidos

18%

Turbinas &

Motores

13%

Ma

ne

jo d

e

Ma

teri

ale

s

8%

Fre

sadora

8%

China

34%

América del Norte

30%

Ind

ia 6

%

2012 Mercado Mundial de Productos Industriales(% de Ingresos)

2012 Mercado Mundial de Productos Industriales(% de Ingresos)

Maquin

as

para

Serv

icio

6%

Europa

19%

Ja

pó

n 5

%

La

tAm

5%

CIS 1.5%

FUENTES:

US Census, IBIS

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Tendencias & Retos Importantes

Enfoque creciente a competir en

la satisfacción de los clientes

Variabilidad de costos: forex

volatilidad y complejas cadenas

de suministro

Aceleración de la innovación

Persecución de nuevos mercados

mas lucrativos

Presuras para reducir los costos

de la cadena de suministros

Complejo red de suministros

23

Retos de la Industria de Productos Industriales

Costos de la Fabricación Tradicional(% of Costos Totales Entregados)

FUENTES:

US Census, IBIS, DOE, UPS

50%

20%

15%

7%3%

2% 1%

Co

sto

s T

rad

icio

nale

s

Beneficios:

Complejidad mas económica

Personalización rápida

Mas rapidez de desarrollar productos

Fortaleza en diseños y menos en

fabricación

Menos limites en diseños de productos

Reproducción de productos mas fácil

Producción de pequeña cantidades mas

económica

Reducción en el costo total de entrega

Factorías mas compactas

Menos desechos de materiales

24

Beneficios de MA a la Industria de Productos

Industriales

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Costos Pretendido de MA(% de Costos Totales Entregados)

*

Co

sto

s T

rad

icio

nale

s

MA tiene el potencial a reducir significativamente los

costos, simplificar las cadenas de suministro, y aumentar

la rapidez con que los productos se entregan al mercado

40%

15%

15%

7%1% 6%

1% 17%

25


High Pressure Die Cast & Selective Laser Sintering (3DP) Costs(€ thousands)

FUENTE:

International Journal of Advanced Manufacturing Technology

26

La Industria de Equipos Electrónicos

Semiconductores Dispositivos

Activos

Dispositivos

Pasivos

Interconectares Placas de Circuito

27


Comunicación

28%Computadoras

25%

Consum

ido

res

13%

Gobie

rno

9%

Industr

ial

9%

Instr

um

ento

8%

Demás de

Asia

28%

América

del Norte

20%

Japón

8%

2013 Mercado Mundial de Equipo

Electrónico(% de Ingresos; $2.15 trillones)

2013 Mercado Mundial de Ensambladores

Electrónicos(% de Ingresos; $2.15 trillones)

Demás

del

Mundo

11%

Oficina 2%

Europa

Occ.

25%

2013 Mercado Mundial de Componentes Electrónicos(% de Ingresos; $705 billones)

Semiconductores

50%

Dispositivos

Activos

18%

Ensamblado de

Placas

14%

Placas

10%

Pasiv

os

5%

Cone

cto

r

es

5%

>$140 billones del mercado se

puede tratar con MA

FUENTES:

IBIS, Custer, Gold Phoenix, Síntesis de UL

28


0%

20%

40%

60%

80%

100%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Costos de la Manufactura

Tradicional(% de Costos Totales Entregados)

Costos Pretendido de MA(% de Costos Totales Entregados)

*

* Costos de materiales de la MA son similares a

los de esos tradicionalesTra

dit

ion

al

Co

st

MA tiene el potencial a reducir los costos

significativamente

FUENTES:

US Census, Samina, IBIS. UMD, DOE, UPS, Morgan Stanley

Co

sto

s T

rad

icio

nale

s

$-

$50

$100

$150

$200

$250

2 3 4 6 8 10 15 20 25 30 50 75 100

Pro

ductio

n C

ost p

er

Board

(US

D)

Number of Printed Circuit Boards in Batch Run

29


Limites do Costos de AM

Costos de Production de Placas de Circuitos

Tradicionales versus Aditiva

FUENTES:

PCB Manufacturers, UL analysis

La Industria de Tecnología Medica

Imágenes Diagnosticas

(Cirugía)

Diálisis

Cardiovascular Dentistería

Audífonos

Lentes Correctivos Ortopédicas

Laceraciones

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Tendencias y Retos

Creciente costos (impuestos)

Regulaciones desaceleran el

desarrollo de productos

Innovación hacia interoperabilidad,

multifuncionalidad, &

personalización

Persecución de nuevos mercados

mas lucrativos

31

Retos Generales de la Industria de Tecnología Medica

Costos de la Manufactura

Tradicional(% de Costos Totales Entregados)

FUENTES:

US Census, IBIS, DOE, UPS

30%

30%

20%

15%

2%2% 1%

Co

sto

s T

rad

icio

nale

s

Beneficios a Pacientes:

Variedad de diagnósticos y terapia

Personalización de dispositivos médicos

Nuevas soluciones a problemas de la

salud

Beneficios a Fabricantes:

Complejidad, producción pequeña; alto

valor

Disminuir existencias

Disminuir desechos

Reducción en los costos de ensamblar

Complejidad en diseños

Nuevas oportunidades para crecer

32

Beneficios a la Industria de Tecnología Medical

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Costos Pretendido de MA

(% de Costos Totales Entregados

*

MA tiene la potencial a disminuir los costos y mejorar la

asistencia medica personalizada

5%

30%10%

15% 1%6% 1%

30%

Co

sto

s T

rad

icio

nale

s

33

Attractiveness of Industry SegmentsR

ela

tiv

e S

ize o

f O

pp

ort

un

ity

Maturity of Technology

$-

$200

$400

$600

$800

$1,000

$1,200

$1,400

$1,600

20

12

20

13

2014F

2015F

2016F

2017F

2018F

2019F

2020F

2021F

2022F

2023F

34

Pronósticos del Mercado de la Tecnología Medica(U

SD

mill

ions)

Solamente

Componentes

Fabricados

Hace falta regulaciones

Reducida fortaleza estructural

Mas empleados para el acabo de la superficie

Fabricación lenta

Portafolio de materiales limitado

Hace falta compatibilidad de materiales

Hace falta diseñadores adecuadamente cualificados

35

Retos de MA a la Industria de Tecnología Medica

Pronostico de la Industria de la

Manufactura Aditiva

36

37

Transformations in Manufacturing

Mass

ProductionEconomies

of ScaleProduct

Distribution

Mass

CustomizationEconomies

of Scope

Distributed

Manufacturing

Design for

Manufacturing

Current State :: Mass Production

Emerging State :: Mass Customization

Design for

Use

38

3DP Future Scenarios

Medical Devices

Jet Engine Parts

PrototypesDistributed Manufacturing

Network

Fixtures & Jigs Molds

Machine Tools

Prosthetics

Novel Products

Current State Improved Supply Chain

New Business Models

Supply Chain Innovation

Pro

du

ct

Inno

va

tio

n

39

AM Market Projections

$-

$5,000

$10,000

$15,000

$20,000

$25,000

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

20

18

20

19

20

20

20

21

20

22

20

23

Personal Machines

OEM Parts

Service Bureau

Software

Materials

Industrial Machines

AM Market Growth – Novel

Products Case(USD millions)

$-

$10,000

$20,000

$30,000

$40,000

$50,000

$60,000

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

20

18

20

19

20

20

20

21

20

22

20

23

Personal Machines

OEM Parts

Service Bureaus

Software

Materials

Industrial Machines

AM Market Growth – New

Business Models(USD millions)

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

YT

D

Independent

Designers (US)20K (‘06) to 190K (‘13)

Microfactories

(service bureaus) $425M (‘08) to $970M (‘13)

Innovation

Platforms

$35M $40M

$60M

$35M $20M

$25M

Manufacturing networks are allowing mass

customization & better designs

Focused government investments have

fostered global expansionAM technology is being rapidly adopted

by industry

cumulative # of machines

Strengthening Elements of the

Manufacturing Network

Annualized Investments (USD)

AM technology is fueling the creation of

distributed manufacturing networks

Shapeways uploads

& prints 120K new

designs per month

Development time for

new designs is over

100% faster

Rise of Mass Customization

Local

Consumers

Retailer(In-Store)

41

Commercial Market :: Current State

Retailer (ecommerce)

Remote

ConsumersBrands

Design

Platforms

Individual

Designers

Manufactur-

ing

Service

Bureaus

Currently

employees of

the Brands

Product Flow

Design Flow

Money Flow

Quality Control Point

Decision MakersFew in number;

low quality

Few in number;

low quality

42

Commercial Market :: Future State

Brands

Design

Platforms

Factories

Local

Consumers

Remote

Consumers

Individual

Designers

Retailer(In-Store)

Retailer (ecommerce)

Service

Bureaus

Designers Innovation

PlatformsMicro

Factories

Product Flow

Design Flow

Money Flow

Quality Control Point

Decision Makers

Current Player

Future Player

Designs & Build Process are two key control points over

which Innovation Platforms will have a strong influence

UL como Catalizador del Desarrollo

43

44

AM Industry Challenges

Education Technologies

Advancement

Standards &

Regulations

Applications &

Business Models

Training &

Advisory

Equipment &

Materials

3D Printing

Validation

Research, Standards

& Regulatory Support

45

AM Training & Advisory

Technical Experts Ministries of

Education & LaborManufacturers

Leading global provider of 3DP technical expertise & market intelligence to

manufacturers to enable them to create value from technology adoption

3D Printer

Reoport

46

Strategic Elements

Printers

UL Global Supply

Chain Insight

UL Global Access

to 3DP Experts

Materials

Scanners

Supply Chain Management

Market Intelligence Advisory Training & Education

Technology Use

UL Global Access to 3DP

Experts

Vocational &

TechnicalIndustrial Design

Corporate Engineering

UL Partnerships with Industry Assoc.

& Ministries of Labor & Education

Advanced

Training

Technical and Business

Applications

Foundational

47

AM Training

Online modules or

1 day in-person

5 day program & topic

specific online courses

1 – 2 weeks hands on

training programs

UL Foundational Curriculum

Key Learning Modules

48

Global compliance

Safety /performance testing

Emissions

UL Prospector

49

3D Printing Equipment and Materials

Support development of key standards – need to get UL

branding onto these standards

Develop newsletters and white papers to provide guidance

Initiate and follow key research projects on safety, health,

materials and validation techniques

Track global regulations as 3D Printing market grows

50

Standards, Research and Regulations

Validation for Mass Manufacturing

Design for Safety Product Testing

Supplier Qualification Factory Audits

52

Delivery of Safe & Functional Products

Shock

Casualty

Interoperability

Fire

Product

Validation

Product

Quality

Indoor Air

Quality

Sustainability

of Detergents

Anti-

Counterfeiting

Energy

Efficiency

Building

Materials

Supply Chain

Traceability

Human

Factors

53

Approach to Validation & Security

Raw

MaterialDesign Process

Variables

Functional

Parts

Authentication,

Encryption, &

Marking

AM

CharacterizationProcess

Controls

Non-Destructive

Testing

Control Points::

Approaches::

Design

Advanced

Simulated

Tests

Product Risk:

Low

Medium

High

Increasing Cost of Validation

54

Complex System Validation

Specify function of component parts

in the system

Translate safety & quality standards

into conditions to simulate

Simulate system to identify potential

failure points

o Determine distribution of forces,

heat, voltage, electromagnetic

waves, etc.

o Reconcile expected distribution

against component part

characterization/ specifications

Hazard-Based

Component Approach

55

¿Preguntas?

Education

56

Education• Limited training available

• Training needs to address

design, materials, processing,

business applications and safety

& quality

• Lot of misinformation and rapidly

evolving

Key Technology Elements

57

Part

3D Design

MaterialsProcessing

(include post

processing)

Printer Technology

Software and Tools

Technologies Advancement

58

Technologies

Advancement

• Machine performance and

reliability

• Materials development and

controls

• Processing knowledge

• Supporting software and tools

Applications & Business Models

59

Applications

& Business

Models• New applications

• New business models

• Scalable validation foundation

Standards & Regulations

60

Standards &

Regulations • ASTM, IEC, ISO, UL

• Follow existing regulatory

requirements for products

• Emerging regulatory analysis

around medical applications

3D Printing Designs Considerations

3D Printing

Designs

61

• A 3D design does not mean it is

printable

• A traditionally defined complex design

may be easy to 3D print, while a simple

design may be difficult to 3D print

• Print file quality will impact printed part

• Many new production considerations

3D Printing Materials Considerations

3D Printing

Materials

62

• Material variability can be large

between batches

• Powder mixing techniques may vary

• Limited material properties information

• Part properties may change depending

on process and processing conditions

3D Printing Process Considerations

• Support structure

• Many processing variables can

impact produced part

• Machines have limited process

control or feedback

• Post processing can affect

performance (positively or negatively)

3D Printing

Process

63

3D Printed Parts Considerations

3D Printed

Parts

64

• Layering process creates directionality

• Interface between layers can be a

source of fatigue failure

• Cleaning of finished parts

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