セラミックス3Dプリント革命の最前線──ノバディティブCEOヴァンサン・ポワリエに聞く

画像提供：Novadditive

製造の歴史において、セラミックスの利用は紀元前28,000年に遡る最古の人工物にまでさかのぼる。しかし今日、この素材は新たな時代を迎えている。3Dプリント可能な材料として採用され、新たなテクスチャーと構造的可能性が切り拓かれている。セラミックス積層造形に特化した世界初のセンター「NOVADDITIVE」が、この材料革命の最前線に立っている。CEOのヴァンサン・ポワリエに、セラミックス部品の独自性とAMセラミックス市場の未来について聞いた。

ご自身の経歴とセラミックスへの関心のきっかけを教えてください。

古典的セラミックスから技術セラミックスまで、アート、衛生陶器、研究、航空、原子力など多岐にわたるセラミックス業界で30年以上のキャリアを持つ。

セラミックス3Dプリントには12年以上前から関わってきた。3Dプリントの世界を見渡すと、プラスチック部品も金属部品も容易に見つかるが、3Dプリントでセラミックス部品を提供するサービスビューローは極めて見つけにくい（不可能に近い）。このギャップを数年間温めてきた末、2020年にNOVADDITIVEを設立し、このサービス不在がもたらす問題を解決することを目指した。

NOVADDITIVEは、マルチプロセス積層造形によるセラミックス部品生産に特化した世界初のセンターだ。詳しく教えてください。

我々は工場だ。ファブラボでも、プリンターメーカーでもない。セラミックスに普段アクセスできない、あるいは3Dプリント材料として検討すらしない人々向けに、カスタマイズ部品を製造することが核心だ。彼らのアクセスの道をシンプルにしている。

市場にある4大技術ファミリーのうち3つ（SLA、FFF、LDM）を提供し、残り1つも近く導入予定だ。これにより、持ち込まれるほぼ全てのAMプロジェクトに対応できる。また、存在するほぼ全てのAM対応セラミックス材料でプリント可能だ。アルミナ、ジルコニア、ATZ、窒化ケイ素・アルミニウム、炭化ケイ素、生体適合性セラミックス（技術用途）、磁器、コルジエライト・ムライト、陶器（クラシック用途）など幅広い。各技術に適した材料をマッチングさせているため、セラミックス部品生産を求めるほぼ全ての顧客に対応できる。特定の技術プロバイダーやプリンターメーカーに縛られていないため、顧客とその市場に最適なプリント手法を自由に選べる。異なる技術は精度、寸法、形状、造形速度が異なるが、我々はこれらの能力バランスを確立している。顧客と話し、要求を聞き、必要な精度と用途に応じて最適な技術と材料を決定する。こうした対話が日常業務だ。

積層造形セラミックスの代表的な用途、特に印象的なユースケースは？

創業2年で、非常に幅広い市場から問い合わせを受けている。

特に興味深い例から。ミシュラン星付き高級レストラン向けのカスタマイズ食器だ。著名デザイナーと密に連携し、シェフ専用のカスタム皿、プレート、その他の料理用パーツを作っている。一方で宇宙技術関連の顧客もいる。我々が製造するセラミックス部品の一部は、宇宙船の構造部品として使われ、機体全体の性能向上に寄与している。高温耐性、小型・軽量化が求められる環境では、セラミックスが優れた材料になる。例えば特定セラミックスの熱膨張係数が極めて低く、宇宙の過酷な条件に完璧に適合する。

3Dプリントプロセスは実はセラミックスの特性を高め、従来不可能だった複雑形状や微小化を実現する。したがって、この材料と製造法の組み合わせは研究用途で非常に有用だ。我々のセラミックスプリントにより、研究者は「非現実的」とされた形状や新しいジオメトリをより短時間で実現できる。

セラミックスAMはアート創作やラグジュアリーアイテムにも応用される。極めて高精度が求められる厳しい市場だが、我々は必要な厳しい公差を達成できる。同時に防衛・原子力産業も、全く異なる理由で要求が厳しい。セラミックスの特性とAMが解き放つ複雑形状を組み合わせ、これらの市場に重要な価値を届けている。

セラミックスAMはニッチと見なされてきたが、Formext 2022では大幅な拡大と関心の高まりが記録された。セラミックスがプリント材料として価値を認められつつある背景は？

プリント可能な材料は大きくプラスチック、金属、セラミックスの3つだ。プラスチック市場が最大、金属がやや小さく、セラミックスが最小。しかし複数の研究がセラミックスの分野での人気上昇を示している。メーカーは新しい部品の設計・生産でより高い性能を求めるようになっている。セラミックスは長年知られ使用されてきたが、今日、企業・研究者・エンジニアリング部門はそれらを用いることで新たな特性に到達できると気づき始めている。このトレンドのドライバーは「ファッション」ではなく「性能」だ。プリント可能になった今、AMセラミックスはこれまで解決できなかった複数の課題への答えになりつつある。私はそのトレンドと研究を信じている。これらの材料で、性能向上の更なる道が開けると確信している。

まだ困難もある。セラミックスは「セラミックスを使い慣れている人」によく理解される。馴染みの薄い人々からは常に「脆さ」について質問される。これは文化的な先入観だ。磁器製品を思い浮かべると、ほぼ常に「割れやすい」と考える。しかしミクロな構成を見れば、ガラスより遥かに脆くない！ さらにセラミックスの耐久性は進化している。技術分野ではジルコニアなどが靭性で大幅な改善を遂げ、要求の厳しい機械用途や、数千個の驚異的な時計を生産するハイエンドブランドで採用されている。

セラミックス部品（黒色ジルコニア製ウォッチパーツ）。画像提供：Novadditive

課題は、セラミックスをよく理解していないエンジニアリング部門を「セラミックスの世界へ」招き入れることだ。「製造が難しく、すぐ割れる」という根深い前提がある。毎日毎週、この質問を受ける。解決策、そしてセラミックス工業利用をさらに前進させるドライバーは、セラミックスがAM対応材料であるという知識を、技術者にも3Dプリントに興味を持つ人々にも、よりアクセスしやすくすることだ。第一に、セラミックスの用途は極めて広い。宇宙ロケット、電子機器、原子力、エンジニアリング、医療、あらゆる場所で使える。第二に、AMでは小さな試作だけでなく、中量産・大量産バッチ生産スケールでの複数部品製造が可能だ。全て可能なのだ。

これが克服すべき最も重要なギャップだ。まだ理解していない人々に、「はい、セラミックス3Dプリントは可能です。この技術の活用は広大な地平を開きます」と示さなければならない。

人類が先史時代からセラミックスを使ってきたのに、今日まだその可能性の全貌を学び続けているのは驚きだ。

ノバディティブにとって来年はどんな年になるか？

二つの大きな取り組みが控えている。3Dプリントは大量部品製造に使われ、現在プラスチックが最も採用されている材料だ。セラミックスでも同じことが起きる。ある日、エンジニアリング部門の誰かが目覚め、「3Dプリントでしか作れない50万個のセラミックス部品バッチが欲しい」と思う日が来る。その日、NOVADDITIVEはそこにいる。大量生産に対応できる産業用設備を導入し準備を進めている。もちろん試作・小ロットサービスは常に提供するが、顧客が注文できる部品数の範囲を拡大し、数十万個単位の注文にもいつでも応えられるようにする。第二の取り組みはR&Dの加速だ。3Dプリントスペシャリストとして、新技術・業界動向のリリースを追うのは不可欠だ。同時に我々はAMメーカーであると同時にセラミストでもある。新しくリリースされるセラミックス材料の情報をキャッチし、生産用の新レシピを開発しなければならない。顧客の要求にさらに精確に応えられる材料サプライヤーを見つける必要がある。R&Dの前進により、顧客とさらに密に連携し、彼らの要望にさらに細やかに応えられるようになる。この研究開発が、我々の活動範囲を広げる核心的ドライバーになる。

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