Vincent Poirier がセラミックスの 3D プリンティング革命について語る – Novadditive CEO

画像クレジット:Novadditive

製造の歴史に関して言えば、セラミックの使用はその始まりにまで遡ることができ、既知の最古のセラミック工芸品は紀元前 28,000 年に遡ります。しかし今日、この素材は新たな時代に入りつつあります。 3D 印刷可能な材料としての採用により、新しい質感と構造の可能性が私たちの前に広がります。 NOVADDITIVE は、セラミックスの積層造形を専門とする初のセンターであり、この材料革命の先駆者として立っています。 NOVADDITIVE の CEO、Vincent Poirier に話を聞いて、セラミック部品のユニークな特性と AM セラミック市場の今後について探りました。

Could you tell me a little about yourself and how your interest in ceramics began?

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私には、古典陶磁器や工業用陶磁器を含むさまざまな陶磁器業界で 30 年以上の経験があり、その用途は芸術、衛生用品、研究から航空、原子力まで多岐にわたります。

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セラミックスの 3D プリンティングに関しては、私は 12 年以上携わっています。 3D プリンティングの世界には欠如していることがわかりました。積層造形プラスチック部品は簡単に見つけることができ、金属部品にも同じことが当てはまりますが、3D プリンティングによってセラミック部品を提供するサービス機関を見つけるのは (不可能ではないにしても) かなり困難です。このことを数年間考え続けた後、このサービスの欠如によって引き起こされる問題を解決することを目的として、2020 年に最終的に NOVADDITIVE を設立しました。

NOVADDITIVE に焦点を当てましょう。NOVADDITIVE は、マルチプロセス積層造形を通じてセラミック部品を製造する初の専門センターです。それについてもう少し詳しく教えていただけますか？

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私たちは工業企業です。ファブラボやプリンターメーカーではなく、工場です。普段セラミックを利用できない、あるいはセラミックを 3D プリントの材料として考慮していない人々のためにカスタマイズされたパーツを製造することが私たちの活動の中心であり、私たちは彼らのアクセス経路を簡素化しています。

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当社は、セラミック 3D プリンティングに利用可能なテクノロジーのほとんどを提供しています。市場にある 4 つの大きなテクノロジー ファミリのうち、3 つ (SLA、FFF、LDM) を提供しており、4 つ目も間もなく登場します。これは、持ち込まれたほぼすべての AM プロジェクトを検討できることを意味します。これに加えて、当社は既存のほとんどの AM 互換セラミックスで印刷することができます。これらは、アルミナ、ジルコニア、ATZ、シリコン、窒化アルミニウム、炭化ケイ素から、技術用途の生体適合性セラミックス、古典的な用途の磁器、コージェライトムライト、陶器に至るまで多岐にわたります。これは、当社が保有するそれぞれの技術と適切な素材をマッチングさせることを意味します。その結果、セラミック部品の製造を求めるほぼすべてのお客様に部品を提供することができます。当社は特定のテクノロジープロバイダーやプリンタープロバイダーと提携していないため、お客様とその市場に最適な印刷方法を自由に選択できます。たとえば、さまざまなテクノロジは、さまざまな精度、寸法、形状、印刷速度に対応できます。当社は、提供するテクノロジにおいてこれらの機能のバランスを確立しています。お客様と話をして要件を把握した後、お客様が指定する精度と用途に応じて、適切なテクノロジーと材料を決定することができます。このような会話が私たちの毎日の仕事を作り上げています。

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積層造形セラミックスの最も一般的な用途は何ですか? 注目に値する使用例はありますか?

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NOVADDITIVE を設立してから 2 年間、当社は非常に幅広い市場から関心を集めてきました。

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特に興味深い例から始めると、当社はミシュランの星を獲得した高級レストラン向けにカスタマイズされた食器を製造しており、有名なデザイナーと緊密に連携して、シェフ専用のカスタム皿、プレート、その他の料理部品を作成しています。しかしその一方で、宇宙技術に関わるお客様もいらっしゃいます。当社が製造するセラミック部品の一部は、宇宙船の構造部品として使用され、宇宙船全体の性能を向上させます。部品が高温に耐えられる必要がある、または部品がより小型で軽量である必要があるこれらの環境では、セラミックが優れた材料であることがわかりました。たとえば、一部の特定のセラミックは、温度が変化しても膨張が非常に低く、宇宙の揮発性条件に完全に適合します。

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ご存知のとおり、3D プリンティング プロセスは実際にセラミックの特性を強化し、他の方法では不可能な複雑な形状やより小さなサイズを実装することができます。その結果、この材料とこの製造方法を組み合わせると、研究の場面で非常に役立つ可能性があります。当社のセラミック印刷により、研究者は新しい幾何学形状や「実現不可能な」形状をより短時間で開拓できるようになります。

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セラミックス AM は、高級品だけでなく、芸術作品の制作にも応用されています。非常に要求の厳しい市場であり、製造において極めて高い精度が求められます。当社は、市場が必要とする非常に正確な公差に到達することができます。 At the same time, defence and nuclear industries are demanding for very different reasons - again, we can link the properties of ceramics with the complex geometries unlocked by additive manufacturing and deliver important value to these markets.

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セラミックス AM はよりニッチなものであると考えられてきましたが、Formext 2022 では、この分野の大幅な拡大と関心が記録されました。印刷可能な材料としてのセラミックスの価値に対する認識が高まっているのはなぜでしょうか?

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印刷できる素材は大きく分けて、プラスチック、金属、セラミックの 3 つです。プラスチック市場が最も大きく、金属市場はそれよりわずかに小さく、セラミック市場は最も小さいです。しかし、この分野ではセラミックの人気が高まり始めていることを示す研究がいくつかあります。メーカーは、新しい部品を設計および製造する際に、より高いパフォーマンスを達成するための革新的な方法をますます模索しています。セラミックスは長年にわたってよく知られ、使用されてきましたが、今日、企業、研究者、エンジニアリング部門は、セラミックスを使用することで新たな特性を達成できることに気づき始めています。この傾向の原動力はファッションではなく、パフォーマンスです。 AM セラミックスは印刷できるようになったことで、これまで解決されていなかったいくつかの問題に対する答えを提供しています。そのため、私はトレンドと研究を信じています。これらの素材を使用すると、パフォーマンスを向上させるさらに多くの方法を発見できることがわかりました。まだいくつかの困難があります。セラミックは使用する人によって最もよく理解されます。 セラミックを使うことへ。あまり詳しくない人のために説明すると、陶器は脆いのではないかという疑問が常にありますが、これは文化的な思い込みです。たとえば、磁器の工芸品について考えるとき、私たちはほとんどの場合、その壊れやすさについて考えます。しかし、その微視的な構成を考慮すると、ガラスよりもはるかに脆くないのです。さらに、セラミックスの耐久性も開発の対象となっており、技術分野では、たとえばジルコニアなどのセラミックスの弾性が大幅に向上しています。これにより、要求の厳しい機械用途や、何千もの素晴らしい時計を製造する高級ブランドでの使用が可能になります。

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Novadditive 社製のブラックジルコニアを使用した時計部分。画像クレジット:Novadditive

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ここでの課題は、セラミックスをよく理解していない工学部門を参加させることです。 この陶芸の世界。彼らは、その材料は製造が難しく、簡単に壊れてしまうという根深い思い込みを持っています。私は毎日、そして毎週、このことについての質問を受けます。この解決策、そしてセラミックスの産業利用をさらに前進させる原動力は、技術者と 3D プリンティングに興味のある人々の両方にとって、AM 互換材料としてのセラミックスに関する知識をよりアクセスしやすくすることです。まず第一に、セラミックには非常に幅広い用途があり、宇宙ロケット、エレクトロニクス、原子力、工学、医療などあらゆる場所で使用できます。第 2 に、AM では小さなプロトタイプを作成するだけでなく、中規模のシリーズ、さらには大規模なシリーズのバッチ生産の規模で複数の部品を製造するために使用できます。すべて可能です。

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これは克服すべき最も重要なギャップです。私たちは、まだ理解していないかもしれない人々に、セラミックスの 3D プリンティングが可能であること、そしてこのテクノロジーの利用により幅広い可能性が開かれることを示さなければなりません。

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あなたの記事の 1 つ 人類が先史時代からどのようにセラミックを使用してきたかについて言及しています。今日でも、この材料がどれほどの機能を発揮できるかを私たちがまだ研究していることは信じられないほどです。

来年、Novadditive には何が待ち受けているでしょうか?

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私たちには 2 つの大きな取り組みが予定されています。 3D プリントは大量の部品の製造に使用されており、現在これに最も採用されている材料はプラスチックです。陶磁器についても同様のことが起こります。ある日、エンジニアリング部門で誰かが目を覚ますと、3D プリンティングでのみ製造可能な 500,000 個のセラミック部品のバッチを欲しがります。当日はNOVADDITIVEも参加します。大量の連続部品生産に対応できる産業用設備を導入し準備を進めております。もちろん、当社は常にプロトタイプと少量のシリーズサービスを提供しますが、お客様が利用できる部品数量の範囲を拡大し、いつでも数十万個の部品を注文できるようにします。 2つ目は研究開発の加速です。これは重要です。 3D プリンティングのスペシャリストとして、新しいテクノロジーのリリースや業界の発展をフォローすることが重要です。しかし同時に、私たちは AM メーカーであると同時に陶芸家でもあります。つまり、新しくリリースされたセラミック材料に関するニュースに耳を傾け、生産に使用する新しいレシピを開発する必要があります。お客様の要望にさらにきめ細かく応えてくれる材料サプライヤーを見つける必要があります。当社の研究開発の進歩により、お客様とさらに緊密に連携し、お客様の要望にさらに細心の注意を払って対応できるようになります。この研究開発は、私たちの活動範囲を広げるための中心的な推進力となります。

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