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Desbloqueo de nuevas fronteras en el mercado de la pulvimetalurgia

El crecimiento futuro del mercado depende de materiales avanzados y capacidades de producción en masa

• El auge de la inyección de aglutinante metálico para la producción en masa: Surge una oportunidad significativa a medida que la tecnología de inyección de aglutinante metálico evoluciona, pasando de la creación de prototipos a un método viable de producción en masa. Sistemas como la Línea de Inyección de Aglutinante Serie 3 de GE Additive, presentada en 2024, están diseñados para producir decenas de miles de piezas al año, compitiendo directamente con la fabricación tradicional de alto volumen. El Sistema de Producción™ P-50 de Desktop Metal ahora puede procesar hasta 2200 kg de superaleaciones de níquel al día. Este salto de escala permite la producción rentable de millones de piezas complejas, abriendo el mercado de la pulvimetalurgia a aplicaciones en electrónica de consumo y maquinaria industrial que antes eran poco rentables.
• Aleaciones de Alta Entropía (HEA) para Aplicaciones en Entornos Extremos: La comercialización de polvos de HEA presenta una nueva y lucrativa frontera. Estos novedosos materiales, que contienen cinco o más elementos principales, ofrecen combinaciones inigualables de resistencia, ductilidad y resistencia a altas temperaturas. En 2024, fabricantes de polvos especiales como 6K Additive comenzaron a suministrar polvos de HEA diseñados para aplicaciones en defensa hipersónica y turbinas de gas de nueva generación. Una iniciativa de investigación para 2025, respaldada por una subvención gubernamental de 5,5 millones de dólares, busca desarrollar componentes de HEA capaces de operar de forma sostenida a temperaturas superiores a 1200 °C, creando un segmento de mercado de alto valor donde el rendimiento justifica un precio superior.

Nuevos impulsores de la demanda que están transformando el mercado de la pulvimetalurgia

La exploración espacial impulsa la fabricación aditiva con pulvimetalurgia a nuevas cotas

La creciente industria espacial privada está generando una demanda sin precedentes de componentes fabricados mediante fabricación aditiva basada en pulvimetalurgia. Las empresas requieren piezas ligeras, complejas y de alta resistencia, producidas con plazos de entrega rápidos. Velo3D entregará sus impresoras Sapphire XC número 8 y 9 a SpaceX en el primer trimestre de 2025, lo que demuestra la confianza del sector en esta tecnología. La escala de componentes también está creciendo; la impresora Sapphire XC 1MZ, lanzada en 2024, cuenta con un enorme volumen de construcción de 600 mm de diámetro por 1000 mm de altura, lo que permite la producción de piezas de cohetes monolíticas de mayor tamaño.

La demanda en el mercado de la pulvimetalurgia se ve impulsada por mejoras tangibles en el rendimiento y la eficiencia. Un cabezal de inyector de motor de cohete impreso en 3D puede consolidar más de 100 piezas individuales en un único componente optimizado. En un estudio de caso realizado en 2024, el plazo de entrega de un complejo soporte para satélites se redujo drásticamente de 6 meses a tan solo 2 semanas. Los resultados son claros: Ursa Major planea entregar 30 de sus motores de cohete Hadley impresos en 3D en 2025. El motor E-2 del lanzador, probado con éxito en 2024, incorpora una cámara de combustión de aleación de cobre impresa en 3D. La NASA también está invirtiendo, destinando una subvención de 2,5 millones de dólares en 2024 a nuevas técnicas de fabricación aditiva (FA). El objetivo es mejorar el rendimiento y reducir los costes, y el programa Prometheus de la ESA aspira a reducir los costes de producción de motores a 1 millón de euros para 2025.

La infraestructura energética sostenible se basa en soluciones avanzadas de componentes de pulvimetalurgia

La transición global hacia la energía sostenible está generando una nueva y vital demanda para el mercado de la pulvimetalurgia. La producción de hidrógeno verde, en particular, depende en gran medida de componentes especializados de pulvimetalurgia. GKN Sinter Metals está expandiendo su producción para satisfacer la demanda, con el objetivo de producir 1,5 millones de metros cuadrados de capas porosas de transporte (PTL) para electrolizadores para 2025. Para impulsar este ecosistema, la planta piloto de Fraunhofer IFAM, inaugurada en 2024, tiene capacidad para producir 200.000 placas bipolares para pilas de combustible al año. Estos componentes son fundamentales para mejorar la eficiencia y reducir el coste de la producción y el uso del hidrógeno.

La aplicación de la pulvimetalurgia se extiende al panorama de las energías renovables. En el sector de la energía eólica, los grandes engranajes planetarios fabricados con PM para turbinas de 5 MW pueden pesar hasta 500 kilogramos cada uno, lo que ofrece una alternativa eficiente en el uso de recursos a la forja, con un ahorro de más de 400 kilogramos de material por engranaje. En el ámbito de la energía solar, Höganäs AB introdujo en 2024 un nuevo compuesto magnético blando, Somaloy 5P, para inductores de alta frecuencia en inversores. También se está innovando en el almacenamiento de energía, donde un proyecto para 2025 desarrolla tanques de almacenamiento de hidrógeno de estado sólido con polvos de hidruro metálico capaces de almacenar 4 kilogramos de hidrógeno. La Alianza para un Hidrógeno Limpio de la UE también apoya esta tendencia, financiando un proyecto con 5 millones de euros en 2024 para impulsar las pilas de electrolizadores basadas en PM.

Análisis segmentario 

El agarre inquebrantable del acero, forjado por el volumen y la rentabilidad del sector automotriz

La cuota dominante del acero, del 39% en el mercado de la pulvimetalurgia, se basa en su rentabilidad y en el gran volumen que demanda la industria automotriz. Un vehículo norteamericano promedio contiene entre 18 y 23 kilogramos de piezas pulvimetalúrgicas, la mayoría de las cuales son componentes de acero, como bielas y tapas de cojinetes. Los envíos totales de polvo de hierro y acero en Norteamérica, solo en 2023, alcanzaron las 290.452 toneladas métricas, lo que ilustra la magnitud del consumo. Nuevas inversiones están reforzando este dominio; por ejemplo, el atomizador a escala industrial de ArcelorMittal en España, que estará operativo en 2025, tendrá una capacidad inicial de 40.000 toneladas anuales. La eficiencia del proceso de prensado y sinterización con polvos de acero permite producir más de 1.000 piezas por hora con una sola prensa, un ritmo esencial para cumplir los objetivos de producción automovilística, que solo en China exportaron 504.000 automóviles en abril de 2024.

Las ventajas financieras y de rendimiento son evidentes. El uso de la pulvimetalurgia de acero para un conjunto de portaplanetarios puede generar ahorros de hasta 30 dólares por unidad en comparación con el mecanizado tradicional. Este proceso permite la creación de piezas con una densidad final de 7,2 g/cm³, lo que garantiza la durabilidad en aplicaciones críticas. El desarrollo de aleaciones avanzadas de acero de sinterización-endurecimiento permite que las piezas alcancen una dureza aparente de 35 HRA directamente al salir del horno de sinterización, que puede operar a temperaturas cercanas a los 1120 °C. Estas capacidades son cruciales para el mercado de la pulvimetalurgia, ya que reducen la necesidad de tratamientos térmicos secundarios, lo que reduce aún más el tiempo y los costos de producción de los millones de vehículos que se producen anualmente, incluyendo los 2,75 millones de unidades proyectadas para Brasil en 2025.

• En una aplicación reciente, un portador planetario fabricado con pulvimetalurgia de acero que pesaba 825 gramos reemplazó una pieza fabricada de manera convencional.
• La industria automotriz mundial utiliza anualmente más de 500 millones de componentes de amortiguadores fabricados con pulvimetalurgia.
• Una nueva prensa de polvo metálico instalada por SAP Parts en febrero de 2024 es capaz de ejercer una fuerza de 1.000 toneladas.

La ingeniería de precisión en moldeo por inyección de metal impulsa los ingresos del mercado

El proceso de Moldeo por Inyección de Metal (MIM) genera más del 52% de los ingresos del mercado de la pulvimetalurgia mediante la producción magistral de millones de componentes pequeños e intrincados con una precisión inigualable. Esta técnica permite fabricar piezas con características extremadamente finas, como espesores de pared de tan solo 0,1 milímetros y tolerancias de hasta 50 micrómetros, un nivel de detalle difícil de lograr con otros métodos de producción en serie. El proceso es altamente eficiente para grandes tiradas, con algunos moldes MIM diseñados para la producción de 16 cavidades, capaces de producir más de 50.000 piezas en un solo día. La demanda se ve fuertemente impulsada por sectores que requieren miniaturización, como la electrónica y la medicina, pero el sector automotriz también es un consumidor clave. Los 21,47 millones de vehículos producidos en China en los primeros tres trimestres de 2024 requirieron un volumen masivo de carcasas de sensores y actuadores pequeños y complejos, perfectamente adecuados para MIM.

Las elevadas propiedades físicas que se consiguen mediante MIM son un factor clave de su éxito. Las piezas se sinterizan a altas temperaturas, a menudo entre 1280 y 1370 grados Celsius, lo que da como resultado componentes con una densidad del 98 % y una resistencia y resistencia a la fatiga superiores. Esto es vital para los 25 millones de vehículos eléctricos que se prevé que circularán por las carreteras chinas a finales de 2025, que dependen de componentes electrónicos y de transmisión de potencia de alto rendimiento. La versatilidad del proceso permite el uso de una amplia gama de materiales, incluyendo aceros inoxidables como el 17-4 PH, que presenta una resistencia a la tracción superior a 1100 MPa tras el tratamiento térmico, lo que convierte al mercado de la pulvimetalurgia en un recurso indispensable para aplicaciones de alta tensión.

• La tecnología MIM puede producir piezas con una masa que va desde tan sólo 0,01 gramos hasta 250 gramos.
• Indo-MIM, un fabricante líder de piezas MIM, tiene una capacidad de producción que supera los 30 millones de piezas al mes.
• La materia prima utilizada en MIM generalmente consiste en partículas de polvo metálico de menos de 20 micrones de diámetro.

Aeroespacial y defensa: un sector crítico que impulsa la demanda del mercado

El sector aeroespacial y de defensa domina el 52% del mercado de la pulvimetalurgia debido a la necesidad imperiosa de materiales ligeros y de alta resistencia capaces de rendir en entornos extremos. La pulvimetalurgia, en particular mediante la fabricación aditiva, permite una reducción significativa del peso; por ejemplo, el uso de álabes de turbina de titanio y aluminio puede reducir de 30 a 50 kilogramos el peso de un motor de avión de 3.000 kilogramos. El desarrollo de nuevas superaleaciones es crucial. El polvo de aleación GRX-810, comercializado por la NASA, por ejemplo, ofrece una mejora de 1.000 veces en la resistencia a la fluencia y el doble de resistencia a temperaturas de 1.093 grados Celsius en comparación con las aleaciones convencionales a base de níquel. Este rendimiento es innegociable para componentes como los discos de turbina, que pueden girar a más de 10.000 rotaciones por minuto.

La inversión en nuevas instalaciones pone de relieve la dependencia del sector de estos materiales avanzados. La nueva planta de Sandvik, que se inaugurará en 2025, producirá polvos de titanio y níquel con tamaños de partícula meticulosamente controlados entre 15 y 45 micras. Esta precisión es vital para tecnologías como la pulverización en frío, que la Armada estadounidense utiliza para reparaciones a demanda, con velocidades de deposición de hasta 20 kilogramos por hora y la creación de uniones con una resistencia superior a 70 MPa. El uso de superaleaciones a base de cobalto, con puntos de fusión superiores a 1300 grados Celsius, e iniciativas de reciclaje como el modelo "Scrap-to-Powder" para la chatarra de Inconel 718, cuyo valor puede superar los 40 dólares por kilogramo, consolidan aún más la importancia del mercado de la pulvimetalurgia en este sector de alto valor.

• Un solo avión Airbus A350 contiene más de 1.000 componentes individuales de pulvimetalurgia impresos en 3D.
• Los investigadores desarrollaron recientemente un nuevo metamaterial de aleación de titanio (Ti-6Al-4V) que puede soportar fuerzas 1,2 millones de veces superiores a su propio peso.
• Se proyecta que la demanda mundial de polvo de titanio de grado aeroespacial superará las 5.000 toneladas métricas para 2026.

Fabricantes de equipos originales Los consumidores que impulsan el volumen

Los fabricantes de equipos originales (OEM) son el motor del mercado de la pulvimetalurgia, generando un abrumador 73% de su cuota de mercado mediante la integración directa de miles de millones de componentes en bienes de producción en masa. El sector automotriz es el principal impulsor, consumiendo más del 70% de todas las piezas pulvimetalúrgicas. Un turismo típico contiene más de 400 de estas piezas, y con la producción mundial de vehículos alcanzando los 8,9 millones de unidades solo en marzo de 2024, la escala es inmensa. Grandes fabricantes de equipos originales (OEM) como Toyota dependen en gran medida de esta tecnología para producir componentes para su producción anual de más de 10 millones de vehículos. La ventaja económica es un factor clave: producir un engranaje complejo mediante pulvimetalurgia puede ser un 50% más económico que mecanizarlo a partir de barras.

La estrecha integración entre los fabricantes de equipos originales (OEM) y los productores de polvo en el mercado de la pulvimetalurgia fomenta la innovación y la eficiencia. Esta relación se hace evidente en los 500 actores clave de la industria, incluidos numerosos OEM, que fueron encuestados recientemente para alinear la producción con las necesidades futuras del mercado. Los grandes fabricantes de equipos originales (OEM) del sector aeroespacial están invirtiendo fuertemente en capacidades internas de impresión 3D de metal, capaces de fabricar piezas a una velocidad de 10 a 20 centímetros cúbicos por hora, para reducir la dependencia de largas cadenas de suministro. Esta adopción directa permite a los OEM acortar los plazos de entrega de componentes críticos de meses a tan solo 2 o 3 semanas. Ford Motor Company, por ejemplo, ha sido pionera en el uso de la pulvimetalurgia para las bielas de sus motores durante más de 25 años, lo que demuestra la confianza a largo plazo que los OEM depositan en la fiabilidad y la rentabilidad de esta tecnología.

• La producción anual mundial de bielas de pulvimetalurgia para motores de automóviles supera los 100 millones de unidades.
• El proceso de pulvimetalurgia para un componente automotriz típico puede reducir el desperdicio de material a menos del 3 por ciento.
• Los principales fabricantes de equipos originales (OEM) están apostando por el uso de hidrógeno verde en hornos de sinterización, que requieren un consumo energético de aproximadamente 1400 kWh por tonelada de piezas.

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Análisis Regional 

La fabricación avanzada de América del Norte impulsa el dominio del mercado de la pulvimetalurgia

Norteamérica lidera el mercado global de la pulvimetalurgia, con más del 39% de la cuota de mercado.[ 1 ] El dominio de la región se sustenta en un ecosistema de fabricación altamente avanzado, especialmente en Estados Unidos. En 2024, el gobierno estadounidense asignó 45 nuevas subvenciones de investigación para materiales avanzados, lo que benefició directamente las innovaciones en pulvimetalurgia. La inversión es sólida, como lo demuestra la expansión planificada por AMETEK de 30 millones de dólares en su planta de polvos finos de Pensilvania, cuya finalización está prevista para 2025. Este crecimiento también se ve impulsado por el floreciente sector de la fabricación aditiva. Por ejemplo, se proyecta que las nuevas instalaciones industriales de sistemas de inyección de aglutinante en EE. UU. alcancen las 250 unidades para finales de 2025.

Los sectores de defensa y aeroespacial son consumidores críticos. Un nuevo contrato del Departamento de Defensa de EE. UU., adjudicado en 2024, exige el uso de polvos de titanio de producción nacional para 1200 componentes aeronáuticos no críticos. La industria canadiense de autopartes también contribuye significativamente, con un estimado de 1,8 millones de componentes sinterizados para transmisiones de vehículos eléctricos (VE) enviados en 2024. Además, los productores norteamericanos están a la vanguardia del reciclaje; la planta de Molyworks en California está en vías de procesar 500 toneladas de metal residual en polvos esféricos de alta calidad en 2025. El mercado de dispositivos médicos en EE. UU. es otro impulsor clave, con un estimado de 85 000 implantes ortopédicos producidos mediante pulvimetalurgia programados para 2025. La región también alberga anualmente 15 importantes simposios de investigación sobre pulvimetalurgia.

El motor industrial de Asia Pacífico impulsa la rápida expansión del mercado de la pulvimetalurgia

La región Asia-Pacífico es un motor clave en el mercado de la pulvimetalurgia, caracterizada por inmensos volúmenes de producción e iniciativas nacionales estratégicas. China es clave para este dominio, con una producción de 67.000 toneladas de tungsteno en 2024, lo que representa la gran mayoría de la producción mundial. La producción total de polvo de tungsteno del país fue de aproximadamente 86.000 toneladas ese mismo año. La capacidad manufacturera de Japón se evidencia en sus actividades de exportación, con un estimado de 12.500 toneladas de piezas automotrices sinterizadas de alta precisión enviadas al país en 2024. La inversión en capacidad es una prioridad regional; Sumitomo Electric está invirtiendo 5.000 millones de yenes en una nueva planta de piezas sinterizadas en Japón, cuya inauguración está prevista para 2025.

El mercado de la pulvimetalurgia en India también presenta una trayectoria de fuerte crecimiento, impulsado por el apoyo gubernamental a la fabricación local. En febrero de 2024, SAP Parts en Maharashtra instaló una nueva prensa de polvo metálico de alta capacidad para impulsar su capacidad de producción. El país aspira a contar con más de 28 millones de vehículos eléctricos para 2030, una meta que incrementará sustancialmente la demanda de componentes de PM. Corea del Sur es otro actor clave, aprovechando su enorme industria electrónica. Las exportaciones de semiconductores del país alcanzaron casi los 100 000 millones de dólares en 2023, y la pulvimetalurgia desempeñó un papel crucial en la producción de diversos componentes. Para impulsar esto, Corea del Sur anunció un paquete de apoyo de 33 billones de wones (unos 23 250 millones de dólares) para su industria de semiconductores, vigente entre 2025 y 2027.

La transición verde y los sectores de alta tecnología de Europa impulsan la demanda de pulvimetalurgia

El mercado europeo de la pulvimetalurgia se define por un fuerte enfoque en la sostenibilidad y las aplicaciones de alto valor. Alemania sigue siendo líder en componentes de automoción, con fábricas que producirán aproximadamente 4,2 millones de piezas sinterizadas para transmisiones de vehículos híbridos en 2024. La sueca Höganäs AB es pionera en tecnología ecológica al invertir en una nueva planta de biocarbón, cuya construcción comenzará en el segundo trimestre de 2025, para sustituir los combustibles fósiles en su producción de hierro esponjado. Esta iniciativa pretende reducir las emisiones directas de producción de la empresa a casi cero para 2030. El Reino Unido también contribuye significativamente, con la planta de Sandvik en Osprey, que aumentará su capacidad de producción de polvo atomizado en gas en 200 toneladas en 2024 para satisfacer la demanda aeroespacial.

La inversión en fabricación avanzada es predominante en todo el continente. El programa Horizonte Europa de la Unión Europea ha asignado 15 nuevas subvenciones de investigación en 2024 específicamente para proyectos centrados en procesos sostenibles de pulvimetalurgia. El sector italiano de la fabricación de precisión sigue prosperando, con una producción estimada de 25 millones de piezas micro-MIM complejas para artículos de lujo y dispositivos médicos en 2024. Más al norte, se espera que una nueva planta de refractarios en Bjuv (Suecia) comience a producir en un plazo de tres a cinco años, modernizando así las capacidades regionales. Además, dos nuevos aerogeneradores entraron en funcionamiento en la planta de Höganäs en Ahmednagar (India) en 2024, generando actualmente una parte significativa de la electricidad de la planta. 

Los recientes desarrollos corporativos indican una sólida confianza en el mercado de la metalurgia de polvos

1. IperionX obtiene un contrato de 2,1 millones de dólares con la Fuerza Aérea de EE. UU. (agosto de 2024): IperionX obtuvo un importante contrato para suministrar placas, barras y polvo de titanio para la Fuerza Aérea de EE. UU., lo que subraya la creciente dependencia del sector de defensa de los materiales de PM avanzados.
2. 6K cierra ronda de financiación de serie E de 82 millones de dólares (septiembre de 2024): el líder en materiales sostenibles 6K consiguió 82 millones de dólares para ampliar la producción de materiales para baterías y expandir sus capacidades de fabricación aditiva de polvo metálico, lo que indica una fuerte confianza de los inversores.
3. Desktop Metal adquirido por Anzu Partners (agosto de 2024): tras la presentación del Capítulo 11, la firma de inversión Anzu Partners adquirió activos clave de Desktop Metal, pionera en inyección de aglutinante, lo que garantiza la continuidad de su influyente tecnología.
4. Triastek obtiene $27 millones en financiación (julio de 2024): La empresa farmacéutica de impresión 3D Triastek recaudó un capital significativo para avanzar en su tecnología de deposición por extrusión por fusión (MED®), que utiliza formulaciones en polvo para la administración de medicamentos.
5. Kymera International adquiere Metallisation (diciembre de 2023): La empresa de materiales especializados Kymera International adquirió Metallisation, con sede en el Reino Unido, un actor clave en tecnologías de pulverización térmica y recubrimiento de superficies que utilizan polvos metálicos, ampliando su cartera.
6. Equispheres cierra financiación de serie B (junio de 2024): el productor canadiense de polvo de aluminio consiguió nueva financiación para ampliar su capacidad de producción a 1.000 toneladas anuales, respondiendo a la alta demanda de los sectores automotriz y aeroespacial.
7. Gränges adquiere Getek y Aleastur (abril de 2024): La empresa de tecnología de aluminio Gränges adquirió Getek, un productor de palanquillas de aluminio, y Aleastur, un fabricante de refinadores de grano de aluminio y aleaciones maestras, fortaleciendo sus capacidades upstream en la cadena de valor del aluminio.

Principales empresas del mercado de la pulvimetalurgia

• Tecnología avanzada y materiales Co., Ltd. (AT&M)
• Polvos de ArcelorMittal
• Corporación de tecnología Carpenter
• ExOne (Escritorio de metal)
• GKN PLC
• Metales prensados ​​Atlas
• Högansäs AB
• Optomec Inc.
• Renishaw PLC
• Sandvik AB
• Voxeljet AG
• POLEMA
• Otros jugadores destacados

Descripción general de la segmentación del mercado

Por materiales

• Titanio
• Níquel
• Acero
• Aluminio
• Cobalto
• Otros materiales

Por proceso 

• Fabricación Aditiva
• Moldeo por inyección de metal
• Prensado isostático en caliente de metal en polvo (PM HIP)

Por uso final

• OEM
• Operadores de AM

Por aplicación

• Aeroespacial y Defensa
• Automotor
• Médico y dental
• Petróleo y gas
• Industrial

Por región

• América del norte
  • Estados Unidos
  • Canadá
  • México
• Europa
  • Europa occidental
    • el reino unido
    • Alemania
    • Francia
    • Italia
    • España
    • Resto de Europa occidental
  • Europa Oriental
    • Polonia
    • Rusia
    • Resto de Europa del Este
• Asia Pacífico
  • Porcelana
  • India
  • Japón
  • Corea del Sur
  • Australia y Nueva Zelanda
  • ASEAN
  • Resto de Asia Pacífico
• Medio Oriente y África (MEA)
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Resto de MEA
• Sudamerica
  • Argentina
  • Brasil
  • Resto de Sudamérica