Startup de software de design usa matemática para impulsionar o mercado de impressão 3D

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Bradley Rothenberg teve a ideia da nTopology enquanto trabalhava como consultor da Lockheed Martin

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Bradley Rothenberg, cofundador e CEO da nTopology, está construindo um software de design de vanguarda que se baseia em cálculos matemáticos para criar peças e produtos impressos em 3D que são mais leves e eficientes do que seria possível com sistemas CAD mais antigos. À medida que a impressão 3D se torna um meio de produção em massa em setores como aeroespacial, automotivo e saúde, sua startup com sede em Nova York espera que a receita triplique este ano, para US$ 5 milhões, ante US$ 1,5 milhão em 2019.

Isso ainda é pequeno, é claro, mas o mercado para este tipo de software de design generativo baseado em nuvem está crescendo tão rápido que em junho –seis meses antes do esperado e apesar da pandemia– a nTopology levantou US$ 42 milhões liderada pela Insight Partners em uma avaliação de US$ 140 milhões. O novo capital ajudará a nTopology, que tem 82 funcionários, a se expandir na medida em que os setores aeroespacial, automotivo e de saúde adotem a impressão 3D para produtos futuros, como veículos elétricos.

“Somos os criadores de ferramentas dos bastidores, permitindo que toda a indústria funcione”, diz Rothenberg, 35 anos.

O software baseado em nuvem da startup, que custa cerca de US$ 5.000 por usuário por ano, foi usado para redesenhar suportes para satélites espaciais, para fazer implantes espinhais mais eficientes para cirurgia nas costas e para criar rapidamente swabs para testes nasais de Covid-19 durante a pandemia, entre outros usos. Os clientes incluem Lockheed Martin (que também é um investidor), Raytheon, BMW, Daimler, Trek Bikes, NASA e Lightforce Orthodontics.

À medida que os fabricantes recorrem à impressão 3D para produzir peças e produtos em grande escala, a nTopology faz parte de uma indústria emergente de software de design de última geração que inclui produtos da Autodesk, Solidworks e Frustum. Os cálculos avançados no software permitem criar estruturas que são vazadas ou têm designs de treliça que só poderiam ser criadas com impressoras 3D, mas são tão fortes e funcionais quanto designs mais pesados.

“A vantagem é que você pode criar geometrias quase impossíveis que não podem ser criadas em CAD”, diz Chris Prucha, fundador da startup de impressão 3D Origin, que conheceu Rothenberg em 2015 e trabalhou com o software nTopology no projeto de swabs nasais. “Eu acho que a nTopology é a primeira iniciativa a pegar todas essas ideias de design e montar um pacote que seja bem-sucedido.”

Rothenberg, que é bacharel em arquitetura pelo Pratt Institute, teve a ideia da nTopology enquanto trabalhava como consultor da Lockheed Martin. Enquanto estava lá, ele mergulhou nas dificuldades de design para fazer peças complexas e foi coautor de um artigo para a SPIE, a Sociedade Internacional de Óptica e Fotônica, sobre o “desempenho optomecânico de espelhos impressos em 3D com canais de resfriamento e subestruturas incorporados.”

Em termos simples, o problema, como ele explica, é que o software CAD original, que foi projetado para substituir o esboço e o desenho na década de 1960, foi superado pela complexidade da engenharia atual. O CAD funciona em 2D, representando objetos como uma malha de polígonos menores que extrapola para 3D no momento da manufatura, em vez de projetar em três dimensões. O que isso significa é que fatores como força e termodinâmica não são levados em consideração, resultando em projetos que precisam ser construídos em uma grande rede de segurança. Para os engenheiros, o impacto da mudança para o software de design da nTopology é que eles não precisam mais compensar ou gastar semanas –até meses– refazendo um design para torná-lo viável.

Rothenberg foi cofundador da nTopology com Greg Schroy, diretor-administrativo do fundo em estágio inicial Locke Mountain Ventures, em 2015. O nome nTopology é um jogo com a palavra topologia, um termo matemático para o estudo de propriedades geométricas ou relações espaciais não afetadas pela mudança contínua de forma ou tamanho das figuras.

Com seu software, as equações representam um sólido 3D –de qualquer ponto do espaço, ele pode consultar a distância exata de sua forma– permitindo peças mais complicadas. Isso inclui as estruturas de rede e espumas comuns na impressão 3D, bem como projetos de alto desempenho para peças forjadas.

A ideia sempre foi inspiradora, mas demorou para funcionar. Prucha, que trabalhava na engenharia da Apple, lembra como Rothenberg chegou ao escritório de Origin para mostrar uma versão inicial do software. “Foi literalmente uma bagunça. Eram todas essas ideias incríveis, mas a interface era inconsistente e difícil de usar”, lembra. “Depois de uma hora, todos concordamos e conversamos sobre como era ótimo, mas não tínhamos ideia de como usá-lo porque era muito complicado.”

Desde então, Rothenberg e sua equipe aprimoraram o projeto e o tornaram fácil de usar, conquistando clientes nas áreas aeroespacial, médica e de consumo. A nTopology e a Origin agora fazem parte de uma equipe que compete no desafio da Força Aérea para reprojetar um tipo de grampo usado em seus aviões de caça F-16.

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Enquanto isso, em produtos de consumo, a Trek Bikes começou a usar o software em seus esforços de pesquisa e desenvolvimento. “Usamos muito CAD mas, quanto mais complexo, mais difícil”, diz Alan Baryudin, engenheiro de acessórios da marca Bonrager da Trek. Embora Baryudin tenha se recusado a falar sobre projetos de pesquisa específicos em que estão trabalhando, ele observou que a impressão 3D poderia permitir aos fabricantes de bicicletas produzir designs mais leves e aerodinâmicos ou fabricar produtos personalizados que são feitos sob medida para cada piloto. “Estamos usando a nTopology como uma ferramenta para entrar no jogo”, diz ele.

Rothenberg espera que a receita da nTopology possa triplicar novamente no ano que vem, à medida que ela alcança mais clientes e expande o número de usuários de seu software. Embora a produção de manufatura tenha diminuído em alguns dos setores que atende, não houve desaceleração nos esforços de pesquisa e desenvolvimento para produtos futuros, diz Rothenberg. Na verdade, diz ele, há um maior crescimento entre os clientes automotivos e aeroespaciais.

“Vamos fazer uma conta com um, dois ou quatro usuários e, em seguida, expandir rapidamente esse número”, diz ele. “Em algumas contas, duplicamos os usuários a cada trimestre; em outras, adicionamos três ou quatro usuários por mês”. O CEO não espera que isso diminua tão cedo.