Интервью с экспертом:генеральный директор Nanoe Гийом де Калан о будущем керамической 3D-печати

Керамика 3D-печать остается относительно новой и часто игнорируемой областью аддитивного производства. Тем не менее, универсальность материала делает керамическую 3D-печать идеальной для целого ряда промышленных применений, от подшипников и полупроводников до аэрокосмической и ювелирной промышленности. Поэтому неудивительно, что уже предпринимаются шаги, чтобы сделать 3D-печать керамикой полностью пригодной для производства AM.

Nanoe - французская компания, которая поставляет техническую керамику промышленного уровня для 3D-печати. Это также первая компания, предлагающая технические керамические волокна (Zetamix). Мы поговорили с генеральным директором Nanoe Гийомом де Каланом, чтобы узнать больше о стратегии Nanoe, о том, как она планирует сделать керамическую настольную 3D-печать жизнеспособной, а также об огромном рыночном потенциале для 3D-печати керамикой.

Не могли бы вы рассказать нам о Nanoe?

Мы поставщик сырья, который производит порошки и сырье для керамической промышленности. Мы создали компанию 10 лет назад и обслуживаем ряд различных отраслей, в том числе медицинскую и авиакосмическую. По сути, мы обеспечиваем эти отрасли сырьем, необходимым для успешного производства деталей.

Мы также обслуживаем ряд применений, где требуются высокотехнологичные материалы с такими свойствами, как высокая прочность, устойчивость к высоким температурам и коррозии. Полупроводники являются примером такого применения.

Вы упомянули несколько отраслей, в которых используется керамика. Не могли бы вы расширить области применения ваших материалов?

Я могу привести два примера. Первый - в ювелирном и часовом производстве, где есть несколько компаний, производящих керамические кольца, часы и другие виды ювелирных украшений. Их интересует керамическая 3D-печать как способ изготовления прототипов небольшими сериями и для производства по запросу.

Второй - в аэрокосмической отрасли, где техническая керамика широко используется. Их используют во всем, от обзорных зеркал до конструктивных элементов и телекоммуникаций.

В аэрокосмической отрасли одно из очевидных преимуществ керамической 3D-печати или 3D-печати в целом - это возможность уменьшить вес и массу деталей, которые вы производите. Это может быть достигнуто, например, за счет оптимизации топологии. Если учесть стоимость отправки одного килограмма материала на орбиту, преимущества керамической 3D-печати сразу становятся очевидными.

Поэтому потенциальные клиенты в аэрокосмической отрасли заинтересованы в возможности производства легких деталей для целей наблюдения, конструктивных элементов, телекоммуникаций - в основном всего, что входит в спутник.

Почему вы решили основать Nanoe?

Nanoe сначала возникла как дочерняя компания французской лаборатории, где у нас был процесс производства наноматериалов для промышленного использования. Но вскоре мы осознали необходимость сосредоточиться на конкретном применении - и этим приложением была техническая керамика.

Когда мы были впервые основаны, мы производили сырье для традиционных процессов, таких как прессование, литье под давлением, литье и любые другие процессы, используемые для производства керамических деталей. Мы вообще не занимались 3D-печатью. Однако в этом году мы начали концентрироваться на технологии 3D-печати. У наших клиентов действительно есть традиционные процессы формования керамики, но они все больше хотят интегрировать процессы 3D-печати.

Какие проблемы возникают при 3D-печати керамическими материалами?

3D-печать керамики всегда связана с несколькими проблемами. Одна из проблем связана с тем, что керамика - это очень жаропрочный материал, который нельзя плавить или плавить. Это означает, что процессы, разработанные для металлов и пластмасс, нельзя использовать непосредственно для керамики.

Таким образом, мы должны использовать косвенный способ 3D-печати керамики:мы смешиваем порошок с каким-то связующим, которое может быть, например, термопластом или смолой. После 3D-печати детали снимаем связующее и спекаем саму деталь. Это довольно сложный процесс:например, вам нужно обеспечить однородную смесь керамики и связующего, чтобы обеспечить как можно больше керамики. Эта смесь также должна вести себя так же, как пластик или смола, которые вы используете. Наконец, вам нужно иметь возможность выжечь связующее, чтобы оставить только керамику, и это довольно непростая задача.

Каковы этапы постобработки?

Итак, мы адаптировали наши порошки для процесса FDM, что означает, что мы можем делать нити из керамики с пластиковым связующим. Эти нити можно использовать с любым принтером FDM. Однако неизбежно потребуется некоторая постобработка, так как вам нужно удалить связующее и спекать керамику при очень высоких температурах для затвердевания детали. Когда я говорю о высоких температурах, мы имеем в виду 1500 ℃ и выше.

С точки зрения постобработки, есть как минимум два этапа. Первый - это химическое удаление связующего, когда мы окунаем деталь в растворитель для удаления связующего или, по крайней мере, его частей. Второй - это этап спекания, на котором мы спекаем деталь при очень высокой температуре, чтобы получить керамическую деталь высокой плотности.

Почему вы решили адаптировать свои порошки к FDM? Есть ли у вас планы по расширению использования других технологий?

С нашей точки зрения как поставщика сырья наша цель - привлечь как можно больше потенциальных клиентов. Поскольку FDM является наиболее широко используемой технологией 3D-печати, мы решили начать с нее. Это также делает возможность настольной 3D-печати керамики, которая является чем-то действительно новым, гораздо более достижимой.

Использование настольной 3D-печати для производства керамики в настоящее время не существует. Хотя есть некоторые машины для промышленного производства, они требуют очень больших капиталовложений и в большей степени ориентированы на производство, а не на быстрое прототипирование или настольную печать. Мы стремимся изменить это.

Но хотя мы начали с FDM, мы также планируем перейти на другие технологии в будущем.

Как сделать вы видите, что рынок 3D-печати керамики развивается?

Рынок 3D-печати керамики еще совсем новый. Фактически, если вы посмотрите на металлы и пластмассы, рынок керамики в настоящее время довольно невелик. На данный момент в мире существует, возможно, менее 10 компаний, предлагающих рабочие системы для 3D-печати керамики, что немного. Основная причина этого - сложный характер 3D-печати керамики.

При этом мы видим огромный потенциал технологии в будущем. Мы видим приложения наших клиентов:производители керамики, пользователи керамических изделий в аэрокосмической, роскошной и некоторых других отраслях промышленности действительно хотят использовать эту технологию. Поэтому мы уверены, что этот рынок будет быстро развиваться.

Также имейте в виду, что эта технология является более новой:с точки зрения эволюции 3D-печать керамикой, вероятно, на 10-15 лет отстает от 3D-печати металлом. Так что я могу представить, что через 10 лет мы добьемся значительных успехов в области 3D-печати керамики для производства.

Какое место на этом рынке занимает Nanoe?

Во-первых, наша технология совершенно новая. Самый распространенный процесс 3D-печати на керамике основан на стереолитографии с использованием светочувствительных смол. У нас разные технологии. Наши материалы позволяют быстрее изготавливать керамические детали и детали большего размера. Есть даже некоторые преимущества в том, какую геометрию мы можем произвести.

У нас также есть большое преимущество по сравнению с другими решениями для керамической 3D-печати:поскольку мы поставщик сырья, а не производитель оборудования, мы стремимся адаптировать наше сырье к существующим машинам на рынок.

Текущие решения на рынке керамической 3D-печати основаны на противоположной предпосылке:разработка новых машин для 3D-печати керамики. Это совсем другая точка зрения.

Используя наш подход, мы можем охватить более широкий круг людей, которые больше знакомы с концепцией 3D-печати металлами или пластмассами. Таким образом, мы также можем более легко продемонстрировать преимущества керамики для 3D-печати.

Каким вы видите развитие аддитивного производства в следующие пять лет?

Как правило, мы наблюдаем переход от прототипирования и тестирования к фактическому производству готовых деталей - деталей, которые будут отправляться в самолетах, например, в спутники.

Индустрия уже давно играет с 3D-печатью, особенно в области создания прототипов и инструментов, но я чувствую, что есть огромные разработки для финальных деталей. Это ключевая тенденция, которую мы наблюдаем.

Хотите что-нибудь добавить?

Мы часто видим, что многие компании пытаются использовать эти технологии как в керамической, так и в металлической 3D-печати. Стоимость инвестиций в машину для 3D-печати из металла или керамики по-прежнему очень высока - мы говорим о сотнях тысяч, а в некоторых случаях и о миллионе евро.

Многие компании только начинают использовать эти технологии и еще не разработали четкого сценария использования. Они просто хотят увидеть, что возможно с этой технологией. В этом случае именно МСП (малые и средние компании) должны оправдывать такие большие затраты.

Именно здесь Nanoe подходит:наша цель - сделать настольную керамическую 3D-печать реальностью. С нашим решением вы можете начать печатать керамику, вложив менее 10 тысяч евро. Мы считаем, что это большой шаг вперед.

Наша следующая цель - добиться того же с металлами - то есть разработать решение для настольной 3D-печати металлов. Мы запустим это на Formnext в следующем месяце.

Для получения дополнительной информации о Nanoe посетите: https://www.nanoe.com .