専門家インタビュー：セラミック3D印刷の未来についてのNanoe CEO Guillaume de Calan

セラミック3D印刷は、比較的新しく、見過ごされがちな積層造形の分野です。ただし、材料の多様性により、セラミック3D印刷は、ベアリングや半導体から航空宇宙や宝飾品の用途まで、さまざまな産業用途に理想的です。したがって、セラミックの3D印刷をAM生産で完全に実行可能にするための措置がすでに講じられているのも不思議ではありません。

Nanoeはフランスを拠点とする会社で、3D印刷用の工業グレードのテクニカルセラミックを提供しています。また、テクニカルセラミックフィラメント（Zetamix）を提供する最初の製品でもあります。 NanoeのCEOであるGuillaumede Calanに話を聞いて、Nanoeの戦略、セラミックデスクトップ3D印刷を実行可能にする計画、およびセラミック3D印刷の巨大な市場の可能性について詳しく学びました。

なのえについて教えてください。

私たちは、セラミック業界向けの粉末と原料を製造する原材料プロバイダーです。私たちは10年前に会社を設立し、医療や航空宇宙を含むさまざまな業界にサービスを提供しています。基本的に、私たちはこれらの産業に部品の生産を成功させるために必要な原材料を提供します。

また、高強度、高温、耐食性などの特性を備えた、ハイテク材料が必要とされるさまざまなアプリケーションにも対応しています。半導体はそのようなアプリケーションの例です。

あなたは、セラミックを使用しているさまざまな産業のいくつかについて言及しました。材料の用途のいくつかを拡張していただけますか？

2つの例を挙げましょう。 1つ目は宝飾品と時計製造で、セラミックリング、時計、その他の種類の宝飾品を製造している企業がいくつかあります。彼らは、プロトタイプ、小シリーズ、オンデマンド生産の方法としてセラミック3D印刷に興味を持っています。

2つ目は、技術的なセラミックの大規模な使用例がある航空宇宙です。観測鏡から構造部品、通信まであらゆる用途に使用されています。

航空宇宙では、セラミック3D印刷、または一般的な3D印刷の明らかな利点の1つは、製造する部品の重量と質量を減らすことができることです。これは、たとえばトポロジの最適化によって実現できます。 1キログラムの材料を軌道に送るコストを考えると、セラミック3D印刷の利点がすぐに明らかになります。

したがって、航空宇宙の潜在的な顧客は、観測目的、構造部​​品、電気通信用の軽量部品、基本的には衛星に入るあらゆるものを製造する可能性に関心を持っています。

なぜNanoeを設立することにしたのですか？

Nanoeは、フランスの研究所からのスピンオフとして最初に始まりました。そこでは、工業用のナノ材料を製造するプロセスがありました。しかし、私たちはすぐに特定のアプリケーションに焦点を当てる必要性を認識しました—そしてこのアプリケーションはテクニカルセラミックでした。

私たちが最初に設立されたとき、私たちはプレス、射出成形、鋳造、およびセラミック部品の製造に使用されるその他のプロセスなどの従来のプロセスの原材料を製造していました。私たちは3Dプリントにはまったく関わっていませんでした。ただし、今年は3D印刷技術に集中し始めました。お客様はセラミックを成形するための従来のプロセスを持っていますが、3D印​​刷プロセスも統合することをますます望んでいます。

セラミック材料の3Dプリントに伴う課題は何ですか？

3Dプリントセラミックには常にいくつかの課題があります。 1つの課題は、セラミックが非常に高温の材料であり、溶融または溶融できないという事実から生じています。つまり、金属やプラスチック用に開発されたプロセスをセラミックに直接使用することはできません。

したがって、セラミックを3D印刷するには、間接的な方法を使用する必要があります。たとえば、熱可塑性プラスチックや樹脂などのある種のバインダーと粉末を混合します。パーツを3D印刷した後、バインダーを取り除き、パーツ自体を焼結します。これは非常に複雑なプロセスです。たとえば、セラミックとバインダーを均一に混合し、できるだけ多くのセラミックを確保する必要があります。また、このミックスは、使用しているプラ​​スチックや樹脂と同じように動作する必要があります。最後に、セラミックだけを保持するためにバインダーを焼き払うことができる必要があり、これはかなりの挑戦です。

後処理の手順は何ですか？

そこで、粉末をFDMプロセスに適合させました。つまり、プラスチックバインダーを使用してセラミックのフィラメントを作成できます。これらのフィラメントは、どのFDMプリンターでも使用できます。ただし、必然的に、バインダーを除去し、セラミックを非常に高温で焼結して部品を固化させる必要があるため、後処理が必要になります。そして、私が高温と言うとき、私たちは1500℃以上を話します。

後処理に関しては、少なくとも2つのステップがあります。 1つ目は化学的脱バインダーです。ここでは、一部を溶媒に浸して、バインダーまたはバインダーの少なくとも一部を除去します。 2つ目は、非常に高温で部品を焼結して高密度セラミック部品を製造する焼結ステップです。

なぜ粉末をFDMに適合させることにしたのですか？他のテクノロジーに拡張する計画はありますか？

原材料サプライヤーとしての私たちの目標は、できるだけ多くの潜在的な顧客にリーチすることです。 FDMは最も広く使用されている3D印刷技術であるため、そこから始めることにしました。これにより、セラミックのデスクトップ3D印刷も可能になります。これは、非常に新しいものであり、はるかに実現可能です。

デスクトップ3D印刷を使用してセラミックを製造することは、現時点では実際には存在しません。工業生産用の機械がいくつかありますが、これらは非常に高い設備投資を必要とし、ラピッドプロトタイピングやデスクトップ印刷ではなく、生産に非常に適しています。これを変えることを目指しています。

ただし、FDMから始めましたが、将来的には他のテクノロジーにも移行する予定です。

方法セラミック3D印刷の市場は進化していると思いますか？

セラミック3Dプリントの市場はまだ非常に新しいです。実際、金属やプラスチックを見ると、セラミック市場は現在非常に小さいです。今のところ、3Dプリントセラミック用の作業システムを提供している企業は世界で10社未満である可能性がありますが、それほど多くはありません。これの主な理由は、セラミック3D印刷の挑戦的な性質です。

そうは言っても、将来的にはこのテクノロジーに大きな可能性があると考えています。お客様からのアプリケーションを見ることができます。セラミックメーカー、航空宇宙、高級品、その他のいくつかの業界のセラミックユーザーは、このテクノロジーの使用を本当に望んでいます。したがって、この市場は急速に発展すると信じています。

また、この技術はより最近のものであることに注意してください。進化の観点から、セラミック3D印刷は、金属3D印刷よりもおそらく10〜15年遅れています。したがって、10年以内に、生産用のセラミック3D印刷が大幅に進歩することを想像できます。

Nanoeはこの市場環境のどこに適合しますか？

まず、私たちのテクノロジーはまったく新しいものです。セラミック3D印刷の最も一般的なプロセスは、感光性樹脂を使用したステレオリソグラフィーに基づいています。私たちの技術は違います。当社の材料により、セラミック部品をより速く製造し、より大きな部品を製造することができます。私たちが作り出すことができる種類の形状には、いくつかの利点さえあります。

また、セラミック3D印刷の他のソリューションと比較した場合、大きな利点があります。私たちは機械メーカーではなく原材料サプライヤーであるため、原材料を既存の機械に適合させることを目指しています。市場。

セラミック3D印刷の市場に出回っている現在のソリューションは、反対の前提に基づいています。つまり、3Dプリントセラミックの新しい機械を開発することです。これは非常に異なる視点です。

私たちのアプローチを使用することで、3Dプリントの金属やプラスチックの概念に慣れている幅広い人々にリーチできます。このようにして、3Dプリントセラミックの利点をより簡単に紹介することもできます。

今後5年間で、積層造形はどのように進化していくと思いますか？

一般的な傾向として、プロトタイピングとテストから、実際に最終部品を製造することへの切り替えが見られます。たとえば、飛行機に搭載される部品から衛星などになります。

業界は長い間、特にプロトタイピングとツーリングで3D印刷を行ってきましたが、最終部品の開発は非常に進んでいると感じています。それが私たちが見ている重要なトレンドです。

他に何か追加したいことはありますか？

セラミックと金属の両方の3D印刷で、多くの企業がこれらのテクノロジーの使用に苦労していることがよくあります。金属またはセラミックの3D印刷機への投資コストは依然として非常に高く、場合によっては100万ユーロではないにしても、数十万ユーロを話していることになります。

多くの企業はまだこれらのテクノロジーを始めたばかりであり、明確なユースケースをまだ開発していません。彼らは、テクノロジーで何が可能かを見たいだけです。この場合、中小企業（中小企業）がそのような多額の支出を正当化するのです。

これは、Nanoeが適している場所です。私たちのビジョンは、デスクトップセラミック3D印刷を実現することです。私たちのソリューションを使用すると、1万ユーロ未満の投資でセラミックの印刷を開始できます。それは大きな一歩の変化だと私たちは信じています。

次の目標は、金属で同じことを達成することです。つまり、金属のデスクトップ3D印刷用のソリューションを開発することです。これは来月Formnextでリリースされます。

Nanoeの詳細については、次のWebサイトをご覧ください。 https://www.nanoe.com 。