専門家インタビュー：SpectroplastAGの創設者兼CTOであるPetarStefanovが、シリコーン3D印刷のメリットについて語ります。

積層造形の材料科学は急速に進化しており、シリコーン3D印刷は業界にとって特にエキサイティングな開発です。シリコーンは、生体適合性、熱伝導性、耐熱性で知られる用途の広いエラストマー材料です。

スイスの会社、Spectroplastは、シリコーン3D印刷に関しては限界を超えることを目指しています。チューリッヒのスイス連邦工科大学（ETHチューリッヒ）で行われた長年の研究の後、Spectroplastは昨年9月にシリコーン3D印刷サービスビューローを立ち上げました。

今週のエキスパートインタビューでは、Spectroplastの創設者兼CTOであるPetar Stefanovが参加し、シリコーン3D印刷のユニークな利点、テクノロジーの最も有望なアプリケーション、および3D操作の現実について話し合います。印刷サービスビューロー。

Spectroplastと会社の使命について説明してください。

Spectroplastは、世界をリードするテクノロジー大学の1つであるETHチューリッヒでの複数の博士号の数年間の研究から生まれました。 Spectroplastの発売に伴い、私たちの目標は、この研究を商業的機会に変換することでした。

当社のコアコンピタンスは、材料科学にあります。純粋なシリコーンの3D印刷を可能にする材料化学を開発しました。

これに加えて、ハードウェアだけでなく、プロセスでもかなりの開発を達成しました。そのため、原材料から完成した3Dプリント部品に至るまでシリコーンを運ぶために必要なバリューチェーン全体をカバーしています。

従来の方法とは対照的に、3D印刷を使用してシリコーン部品を製造する利点は何ですか？

従来、シリコーン部品は射出成形によって製造されていました。これは、高スループットの製造と標準化された設計に合わせて調整されたプロセスです。金型を設計および製造する必要があるため、そのプロセスには多くの固定費がかかります。また、金型自体の検証には、非常にコストと時間がかかります。

射出成形では、ご注文から最初の部品が見えるようになるまで、約8〜12週間かかります。金型だけで10万ドルをはるかに超えるコストになる可能性があります。

最初のパーツを見た後でデザインを変更したい場合は、金型を繰り返す必要があり、さらにコストと時間が追加されます。 。

Spectroplastは、アディティブマニュファクチャリング（AM）を使用して、シリコーン射出成形を補完するプロセスを提供します。私たちのプロセスは、部品のマスカスタマイゼーションに合わせて調整されています。これは、材料とエネルギーを節約しながら、個々の部品をカスタマイズして特定の仕様を作成できることを意味します。

射出成形では、一部のプロジェクトのスクラップ率は約40％から50％です。これは非常に重要です。これは、1つおきのピースだけが機能することを意味します。スクラップ率とエネルギー要件をほぼゼロに削減しました。

AMの究極の利点は、私たちのプロセスでは、形状の複雑さが無料になることです。したがって、射出成形よりもはるかに複雑な設計を作成できます。

要約すると、射出成形は2つの重要な領域に欠けています。1つ目は、年間50〜100,000個の少量から中量の実行です。これは、射出成形が商業的に実行可能であるために必要な最小量です。

2つ目は、形状の複雑さです。高価すぎるか、一般的に成形するには複雑すぎる複雑な部品は、AMを使用して製造すると、費用効果が高くなる可能性があります。

シリコーン3D印刷で考えられる用途には、どのようなものがありますか？

シリコーン3D印刷は、さまざまな業界に適用されます。あなたがオフィスにいる場合、あなたの周りに見えるもののほとんどは、ある種のシリコーン部品を含んでいます。

これは、材料の特性によるものです。シリコーンはエラストマーであり、柔らかく伸縮性のある材料であり、それは無毒です。また、生体適合性があり、熱、紫外線、化学物質に対して耐性があります。ガス透過性、断熱性、不活性性があるため、さまざまな用途に適しています。

現在、Spectroplastは、カスタマイズされた医療機器など、より価値の高い医療アプリケーションを対象としています。これらには、補聴器、聴覚保護具、カスタマイズされたヘッドホンなどのデバイスが含まれます。

マスク、補綴物、補綴ライナー、特に靴のインソールなどの他の医療用ウェアラブルデバイスから、カスタマイズされた医療用インプラントまで、生体適合性と柔らかさにより、3Dプリントシリコーンの恩恵を受けることができます。たとえば、AMのおかげで、気管ステントと心臓弁を患者のニーズに合わせて完全にカスタマイズできます。

現在、特にヘルスケアアプリケーションに焦点を当てているとのことですが。その理由を説明していただけますか？

ヘルスケアは、お客様に最大の価値を付加できる分野であると信じています。 1つのアプリケーションを特定するために、カスタマイズされたプロテーゼ、特に乳がん患者向けにカスタマイズされた乳房プロテーゼの付加価値に非常に興奮しています。

乳房切除後、乳房の一部が除去され、ほとんどの患者は外部プロテーゼを選択します。基本的には、ブラに装着するシリコンオブジェクトです。現在、これらはいくつかの標準化されたサイズとさらに少ない標準化された形状で提供されており、通常、患者の解剖学的構造に完全には適合していません。

対称性が失われ、これは患者の健康に大きな影響を及ぼします。私たちが可能にするのは、個々の患者にフィットし、元の対称性を維持するためにプロテーゼを完全にカスタマイズすることです。

顧客をどのように支援したかについて、具体的な例を挙げていただけますか？

人工乳房について言えば、チューリッヒ大学病院と提携したばかりで、患者さんに私たちのサービスを試すことをお勧めしています。それが私たちが非常に誇りに思っている最新のパートナーシップです。困っている患者に触れ、直接フィードバックを得ることが重要です。

私は主に医療アプリケーションについて話しましたが、他の業界でも活動しています。通常、これらは認定されていないアプリケーションであり、自動車や航空宇宙のお客様を含め、すぐにアクセスできます。

3D印刷用シリコーンは、金属やポリマーの3D印刷とは大きく異なるため、具体的にどのような課題がありますか？

シリコーンを印刷する際の重要な課題は、材料の粘度にあります。シリコーンは、その自然な状態では、非常に粘性が高く、ほとんどゲル状の物質であり、従来のAMアプローチを使用して処理するのは非常に困難です。

人々は、シリコーンを印刷するためにさまざまな押し出しベースのプロセスを使用しています。例としては、ロボキャスティングやドロップオンデマンド、材料の押し出しを伴うプロセスなどがあります。材料の粘度が高いため、特定の解像度レベルまで押し出しを行うことができますが、これをさらに改善することはできません。材料は蜂蜜のように非常に粘性があるため、小さな開口部から押し出すことには限界があります。

つまり、本質的に、解像度のレベル、したがって表面仕上げ、およびアクセス可能なシリコーンの範囲です。 、これらの従来の方法によって制限されます。 Spectroplastで何とかしてきたことは、材料をステレオリソグラフィーと互換性のあるアプローチ、より具体的にはデジタル光処理法に適合させたことです。これにより、はるかに高い解像度が得られ、表面仕上げが改善されます。

既存の解像度レベルを20倍に向上させることができました。そこで、市場に存在していたミリメートルの許容範囲から、50ミクロンまで下げました。

スケーラビリティの面では、シリコーンを印刷する既存の方法は、速度とスループットの点で産業的にスケーラブルではありません。ただし、従来のシリコーンの3D印刷方法と比較して、速度を少なくとも10倍に上げることができました。

この卓越した表面仕上げと高スループットプロセスの組み合わせにより、これが工業規模での使用に合わせて調整されたシリコーン用の最初のAMテクノロジーになると信じています。
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サービスビューローをビジネスとして運営するのはどのようなものですか？日々の課題は何ですか？

私がそれを説明するために使用する一言はエキサイティングです。退屈することはありません。これは、私たちが毎日受け取るさまざまなクライアントの要求すべてと関係があります。 Spectroplastは昨年9月に組み込まれました。それ以来、150を超えるB2Bの顧客がおり、そのすべてが非常に異なるアプリケーションを持っています。

私たちは毎日、私たちのテクノロジーの新しい使用方法についてクライアントから学びます。自分のことを考えました。これは、すでに開発されているものを市場に投入するのではなく、市場で必要とされる方向に技術をさらに発展させるのに役立つため、非常に貴重です。

それには、独自の課題があります。私たちは毎日お客様から非常に多くの異なるアプリケーションを受け取っているため、注文として届く新しいアプリケーションごとに常に適応する必要があります。

3Dプリントの現状をどのように説明しますか？そして、今後数年間でどのように進化していくと思いますか？

私たちは、AMがようやく実行可能な製造プロセスになり始めている転換点にいます。

最後に、シリアル生産へのAMの採用をサポートできるテクノロジーとワークフロー、およびソフトウェアがあります。ただし、これを非常に大量の連続生産と混同しないでください。私たちはまだそこにいないと思います。

AMには、従来の方法を補完するプロセスとして特別な場所があると思います。AMには、生産量と価値の点で独自の場所があります。

あなたが見ている特定の傾向はありますか？

絶対。たとえば、注文量が増加していることに気づきました。単純なプロトタイピングとツーリングから最終部品の生産に移行しています。

需要側から見ると、製品のライフサイクルが短くなり、製品の多様化が進んでいます。これは、すべてのデザインの製造される部分が少ないことを意味します。これは、まさにこれが付加価値をもたらすことができる場所であるため、AMにとって非常に良いことです。そのため、製品デザインの多様化と製品のシリーズ数量の削減は、さまざまな業界で私たちが気付いたものです。

Spectroplastは最近、シード資金で140万スイスフランを受け取りました。この投資は、今後のあなたの会社にとってどのような意味がありますか？

すでに述べたように、私たちはすでに150を超える顧客にサービスを提供しており、その顧客ベースは日々成長しています。この投資は、生産能力の拡大に役立ちます。私たちは追加の機械と人員に投資しており、それは私たちがより大きな注文と返品注文をサポートするのに役立ちます。

一方、この投資は、技術をさらに発展させ、新世代の材料を市場に投入するのにも役立ちます。

全体として、私たちはサービスビューローが提供する品質レベルを、クライアントが当然期待する射出成形基準に匹敵するレベルにまで押し上げています。

To Spectroplastの詳細については、次のWebサイトをご覧ください。 spectroplast.com