Mercado de vidrio metálico a granel: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por tecnología (fundición, conformado termoplástico, impresión 3D), por usuario final (electrónica de consumo y wearables, equipamiento deportivo, biomédico, aeroespacial/defensa, otros), por región y competencia, 2019-2029F

Descripción general del mercado

El mercado global de vidrio metálico a granel se valoró en USD 50,36 millones en 2023 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 3,56% hasta 2029.

Un catalizador clave detrás de la expansión del mercado es su integración en las operaciones de fabricación. Los BMG se utilizan ampliamente en la elaboración de componentes precisos para electrónica de consumo, aeroespacial y equipos médicos. Su capacidad para moldearse en formas intrincadas con precisión, junto con su durabilidad frente al desgaste, los posiciona favorablemente para producir piezas resistentes y ligeras en teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, componentes de aeronaves e implantes médicos.

El sector automotriz ha reconocido el potencial de los BMG para mejorar el rendimiento del vehículo y la eficiencia del combustible. Como existe un enfoque creciente en materiales livianos para mejorar el ahorro de combustible y reducir las emisiones, los fabricantes de automóviles están explorando los BMG como alternativas viables a los materiales convencionales como el acero y el aluminio. Los BMG ofrecen la promesa de componentes más resistentes y livianos capaces de soportar duras condiciones operativas, mejorando así la eficiencia y durabilidad del vehículo.

El mercado de BMG está experimentando un crecimiento en dominios emergentes como la fabricación aditiva (impresión 3D). El aprovechamiento de los BMG en la fabricación aditiva facilita la creación de geometrías intrincadas con propiedades mecánicas superiores, lo que abre nuevas vías en la ingeniería aeroespacial, de defensa y biomédica.

El mercado global de BMG enfrenta desafíos, incluidos los elevados gastos de producción y el acceso restringido a las materias primas. Se prevé que los esfuerzos de investigación y desarrollo en curso destinados a refinar los procesos de fabricación y explorar nuevas composiciones de aleación mitiguen estos obstáculos e impulsen un mayor crecimiento del mercado.

Impulsores clave del mercado

Crecimiento de la demanda de vidrio metálico a granel en la industria electrónica

En la industria electrónica, una fuerza clave que impulsa la demanda de BMG es el impulso continuo hacia la fabricación de dispositivos electrónicos más pequeños y más eficientes. A medida que los dispositivos se reducen de tamaño, la necesidad de materiales que puedan soportar este proceso de miniaturización manteniendo el rendimiento se vuelve crítica. Los BMG, con su impresionante relación resistencia-peso y capacidad para moldearse en formas intrincadas con precisión, satisfacen eficazmente esta demanda.

Los BMG demuestran una excelente conductividad eléctrica, lo que los hace adecuados para su uso en componentes y conectores de circuitos electrónicos. A diferencia de los metales convencionales, que pueden experimentar pérdidas eléctricas y generación de calor, los BMG ofrecen una resistividad reducida y una integridad de señal mejorada, mejorando así la eficacia y la fiabilidad de los sistemas electrónicos. Esta característica resulta especialmente ventajosa en aplicaciones donde la integridad de la señal es primordial, como los escenarios de alta frecuencia.

La creciente utilización de métodos de fabricación avanzados como la fabricación aditiva y el moldeo por inyección ha hecho que la producción en masa de componentes BMG sea factible a un precio competitivo. Esta escalabilidad ha acelerado aún más la incorporación de BMG en diversas aplicaciones electrónicas, que abarcan desde carcasas de teléfonos inteligentes hasta conectores de alto rendimiento en electrónica aeroespacial.

Se espera que la dependencia de la industria electrónica de los BMG crezca a medida que las tecnologías emergentes como la conectividad 5G, Internet de las cosas (IoT) e inteligencia artificial (IA) impulsan la demanda de componentes electrónicos de alto rendimiento. Los BMG, con su combinación distintiva de propiedades, presentan una solución convincente para satisfacer los requisitos cambiantes de estas tecnologías transformadoras.

Creciente demanda de vidrio metálico a granel en la industria médica

En el sector médico, un impulsor principal detrás de la demanda de BMG proviene de sus atributos mecánicos superiores en comparación con los materiales convencionales como el acero inoxidable y el titanio. Los BMG presentan una resistencia y elasticidad excepcionales, lo que permite la fabricación de dispositivos médicos e implantes capaces de soportar las exigencias de los procedimientos quirúrgicos y las tensiones biomecánicas dentro del cuerpo humano. Esta ventajosa relación resistencia-peso resulta especialmente beneficiosa en implantes ortopédicos, donde la preferencia radica en materiales ligeros capaces de soportar cargas sustanciales.

La resistencia a la corrosión de los BMG los convierte en una opción atractiva para dispositivos médicos implantables de larga duración. A diferencia de los materiales metálicos tradicionales propensos a la corrosión con el tiempo, los BMG ofrecen una mayor durabilidad y longevidad, lo que disminuye la probabilidad de fallo del implante y la necesidad de cirugías de reemplazo. Este aspecto tiene una importancia significativa en aplicaciones como implantes cardiovasculares y prótesis dentales, donde la biocompatibilidad sostenida es crucial para el bienestar y la comodidad del paciente.

Otro factor influyente que impulsa la demanda de BMG en el ámbito médico es su biocompatibilidad. Los BMG han demostrado una excelente biocompatibilidad, lo que indica su capacidad para implantarse de forma segura en el cuerpo humano sin provocar reacciones adversas o respuestas inmunitarias. Esta cualidad posiciona a los BMG como candidatos adecuados para una amplia gama de implantes médicos, incluidos tornillos ortopédicos, implantes dentales y stents cardiovasculares.

La versatilidad de los BMG permite la fabricación de dispositivos médicos intrincados y personalizados a través de técnicas de fabricación avanzadas como la fabricación aditiva (impresión 3D). El uso de BMG en la fabricación aditiva facilita la producción de implantes personalizados para pacientes individuales, con geometrías intrincadas y propiedades mecánicas personalizadas. Esta personalización mejora el ajuste y el rendimiento de los dispositivos médicos al tiempo que reduce las complicaciones quirúrgicas y los tiempos de recuperación.

Con la creciente demanda de procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos, la industria médica depende cada vez más de los BMG para el desarrollo de instrumentos y herramientas quirúrgicas innovadores. Los BMG se pueden convertir en instrumentos de corte afilados, resistentes y precisos, junto con dispositivos endoscópicos caracterizados por una maniobrabilidad y flexibilidad superiores. Estos avances refuerzan la eficiencia y eficacia de las cirugías mínimamente invasivas, satisfaciendo las necesidades cambiantes de los médicos y los pacientes por igual.

Desafíos clave del mercado

Fragilidad y tenacidad a la fractura

El vidrio metálico a granel (BMG) ha atraído una atención considerable en los últimos tiempos debido a su combinación distintiva de características, que abarcan alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión y propiedades magnéticas excepcionales. A pesar de su variedad de ventajas, los BMG enfrentan ciertos desafíos. Uno de los principales obstáculos que enfrenta el mercado global de vidrio metálico a granel es la fragilidad y la tenacidad a la fractura.

A diferencia de los metales cristalinos convencionales, que demuestran un comportamiento dúctil y pueden sufrir deformación plástica antes de fallar, los BMG son sustancias inherentemente frágiles. Esta fragilidad se debe a su disposición atómica amorfa, que carece de la estructura ordenada que se encuentra en los materiales cristalinos. Los materiales de ingeniería de gran volumen son susceptibles a fallas repentinas bajo tensión de tracción, lo que resulta en fracturas sin una deformación plástica significativa. Esta característica presenta obstáculos en aplicaciones donde la resiliencia a fallas mecánicas y la tenacidad a las fracturas son primordiales, como elementos estructurales dentro de sistemas aeroespaciales o automotrices.

La tenacidad a las fracturas, que mide la capacidad de un material para resistir la propagación de grietas y soportar fracturas bajo tensión aplicada, sirve como una propiedad fundamental que determina la confiabilidad y longevidad de los materiales de ingeniería. Los materiales de ingeniería de gran volumen presentan una tenacidad a las fracturas limitada, lo que limita su idoneidad para ciertas aplicaciones exigentes. La ausencia de ductilidad y mecanismos para la absorción de energía en los materiales de ingeniería de gran volumen los hace vulnerables a fallas repentinas y catastróficas cuando se los somete a impactos o cargas cíclicas, lo que plantea desafíos para garantizar la integridad estructural de los componentes fabricados con estos materiales.

Tendencias clave del mercado

Aumento de las consideraciones ambientales y de sustentabilidad

El creciente énfasis en las consideraciones ambientales dentro del mercado de los materiales de ingeniería de gran volumen está significativamente influenciado por la reciclabilidad de los materiales de los materiales de ingeniería de gran volumen. A diferencia de los metales convencionales, cuya calidad suele degradarse durante el reciclaje, los BMG pueden someterse a múltiples ciclos de reciclaje sin comprometer sus propiedades distintivas. Esta reciclabilidad inherente disminuye la dependencia de materias primas vírgenes, preserva los recursos naturales y reduce la generación de residuos, lo que convierte a los BMG en una opción atractiva para las industrias con conciencia ecológica.

El proceso de producción de los BMG ofrece ventajas medioambientales en comparación con los métodos tradicionales de fabricación de metales. Los BMG se pueden producir utilizando técnicas de relativamente bajo consumo energético, como la solidificación rápida, consumiendo menos energía y emitiendo menos gases de efecto invernadero en comparación con los procesos convencionales de fundición y forjado de metales. La ausencia de límites de grano cristalinos en los BMG reduce la energía necesaria para el procesamiento y mejora la eficiencia del material, lo que refuerza aún más la sostenibilidad medioambiental.

Las características ligeras de los BMG presentan oportunidades para reducir el consumo de energía y las emisiones de carbono en los sectores del transporte y la aeronáutica. Al sustituir materiales más pesados por BMG en componentes de automoción, estructuras de aeronaves y piezas de naves espaciales, los fabricantes pueden mejorar la eficiencia del combustible, reducir las emisiones y reducir la huella medioambiental de los sistemas de transporte. Esta tendencia se alinea con las iniciativas globales para la transición hacia modos de transporte más ecológicos y sostenibles para abordar el cambio climático y mitigar la contaminación del aire.

A medida que el mundo avanza hacia un modelo de economía circular y se esfuerza por alcanzar objetivos de desarrollo sostenible, se prevé que la adopción de materiales respetuosos con el medio ambiente como los BMG siga creciendo en diversas industrias. Con su combinación única de propiedades mecánicas excepcionales, reciclabilidad y eficiencia energética, BMG está bien equipada para satisfacer la creciente demanda de materiales sostenibles y fomentar resultados ambientales positivos en el mercado global.

Información segmentaria

Información tecnológica

Con base en la tecnología, la fundición emergió como el segmento de más rápido crecimiento en el mercado global de vidrio metálico a granel en 2023.

Los métodos de fundición, incluido el moldeo por inyección y la fundición a presión, con frecuencia ofrecen ventajas de costo sobre las técnicas de fabricación alternativas como la pulvimetalurgia o el mecanizado. La capacidad de fabricar cantidades sustanciales de componentes BMG mientras se minimiza el desperdicio de material conduce a eficiencias de costos en la producción.

Información del usuario final

Se proyecta que el segmento de electrónica de consumo y dispositivos portátiles experimente un rápido crecimiento durante el período de pronóstico.

La estabilidad térmica de los BMG los hace adecuados para aplicaciones con fluctuaciones frecuentes de temperatura, como la electrónica automotriz o los dispositivos portátiles para exteriores. Los BMG mantienen un rendimiento térmico constante en diversas condiciones de funcionamiento, lo que garantiza la confiabilidad y la resistencia de los sistemas electrónicos incluso en entornos exigentes.

Información regional

Asia Pacífico emergió como el actor dominante en el mercado global de vidrio metálico a granel en 2023, con la mayor participación de mercado en términos de valor.

La región de Asia Pacífico lidera el progreso tecnológico y la innovación en investigación y desarrollo de BMG. Instituciones, universidades y empresas en países como Japón y Corea del Sur han logrado avances significativos en la tecnología BMG, que abarcan el diseño de aleaciones, las metodologías de procesamiento y las aplicaciones en diversas industrias. Esta perspicacia tecnológica proporciona a los fabricantes de Asia Pacífico una ventaja competitiva en el mercado global de BMG.

Desarrollo reciente

• En 2024, el proyecto Bulk Metallic Glass Gear (BMGG) de la NASA está avanzando en tecnologías que podrían servir como base para misiones que exploren varios destinos dentro del sistema solar, que abarcan desde la Luna y Marte hasta mundos helados como la luna de Júpiter, Europa. Estos lugares presentan entornos extremos que requieren tecnologías capaces de funcionar a temperaturas inferiores a los -238 grados Fahrenheit (-150 grados Celsius). Para brindar contexto, la temperatura más baja registrada en la superficie de la Tierra fue de -144 grados Fahrenheit (-97,8 grados Celsius), observada en pequeñas cuencas topográficas cerca de la divisoria de hielo de la Antártida Oriental.

Actores clave del mercado

• Orbray Co., Ltd.         
• RS ACCIAI Srl
• Heraeus Holding GmbH
• Eutectix LLC
• Hitachi, Ltd.
• Liquidmetal Technologies, Inc.
• Amorphology, Inc.
• Glassimetal Technology, Inc.
• PX Limited
• Epson Atmix Corp.