전문가 인터뷰:세라믹 3D 프린팅의 미래에 대한 Nanoe CEO Guillaume de Calan

세라믹 3D 프린팅은 적층 제조에서 비교적 새롭고 종종 간과되는 영역으로 남아 있습니다. 그러나 재료의 다양성으로 인해 세라믹 3D 프린팅은 베어링 및 반도체에서 항공 우주 및 보석 응용 분야에 이르기까지 다양한 산업 사용 사례에 이상적입니다. 따라서 AM 생산을 위해 세라믹 3D 프린팅을 완전히 실행 가능하게 만들기 위한 조치가 이미 취해진 것은 놀라운 일이 아닙니다.

Nanoe는 3D 프린팅용 산업용 테크니컬 세라믹을 제공하는 프랑스 기반 회사입니다. 또한 테크니컬 세라믹 필라멘트(Zetamix)를 최초로 제공합니다. 우리는 Nanoe의 CEO인 Guillaume de Calan과 대화하여 Nanoe의 전략, 세라믹 데스크탑 3D 프린팅을 실행 가능하게 만들 계획 및 세라믹 3D 프린팅의 거대한 시장 잠재력에 대해 자세히 알아보았습니다.

나노에에 대해 말씀해 주시겠습니까?

저희는 세라믹 산업을 위한 분말 및 공급 원료를 생산하는 원료 공급업체입니다. 우리는 10년 전에 회사를 설립했으며 의료 및 항공 우주를 포함한 다양한 산업 분야에 서비스를 제공하고 있습니다. 기본적으로 우리는 이러한 산업에 부품을 성공적으로 생산하는 데 필요한 원자재를 제공합니다.

우리는 또한 고강도, 고온 및 내식성과 같은 특성을 가진 첨단 재료가 필요한 다양한 응용 분야에 서비스를 제공합니다. 반도체는 그러한 응용의 한 예입니다.

도자기를 사용하는 다양한 산업에 대해 언급하셨습니다. 귀하의 자료에 대한 일부 응용 프로그램을 확장할 수 있습니까?

두 가지 예를 들 수 있습니다. 첫 번째는 보석 및 시계 제조 분야로, 세라믹 반지, 시계 및 기타 유형의 보석을 생산하는 소수의 회사가 있습니다. 그들은 프로토타입, 소규모 시리즈 및 주문형 생산을 위한 방법으로 세라믹 3D 프린팅에 관심이 있습니다.

두 번째는 테크니컬 세라믹에 대한 대규모 사용 사례가 있는 항공우주 분야입니다. 그들은 관찰 거울에서 구조 부품 및 통신에 이르기까지 모든 것에 사용됩니다.

항공우주 분야에서 세라믹 3D 프린팅 또는 일반적으로 3D 프린팅의 명백한 장점 중 하나는 생산하는 부품의 무게와 질량을 줄이는 능력입니다. 이는 예를 들어 토폴로지 최적화를 통해 달성할 수 있습니다. 1kg의 재료를 궤도로 보내는 비용을 고려하면 세라믹 3D 프린팅의 이점이 즉시 명확해집니다.

잠재적인 항공우주 고객은 관측 목적을 위한 경량 부품, 구조 부품, 통신을 생산하는 가능성에 관심이 있습니다. 기본적으로 위성에 들어가는 모든 것입니다.

Nanoe를 설립하기로 결정한 이유는 무엇입니까?

Nanoe는 처음에 프랑스 연구소에서 분사하여 시작했는데, 그곳에는 산업용 나노 물질을 만드는 공정이 있었습니다. 그러나 우리는 곧 특정 응용 분야에 집중할 필요가 있음을 깨달았습니다. 이 응용 프로그램은 기술 세라믹이었습니다.

우리가 처음 설립되었을 때 우리는 프레싱, 사출 성형, 주조 및 세라믹 부품 생산에 사용되는 기타 모든 공정과 같은 전통적인 공정을 위한 원료를 생산하고 있었습니다. 우리는 3D 프린팅에 전혀 관여하지 않았습니다. 하지만 올해는 3D 프린팅 기술에 집중하기 시작했습니다. 우리 고객은 세라믹 성형을 위한 전통적인 프로세스를 가지고 있지만 점점 더 3D 프린팅 프로세스도 통합하기를 원합니다.

3D 프린팅 세라믹 재료와 관련된 문제는 무엇입니까?

도자기 3D 프린팅에는 항상 몇 가지 문제가 있습니다. 한 가지 문제는 세라믹이 녹거나 융합될 수 없는 매우 높은 온도의 재료라는 사실에서 비롯됩니다. 이것은 금속과 플라스틱을 위해 개발된 공정을 세라믹에 직접 사용할 수 없다는 것을 의미합니다.

그래서 우리는 3D 프린팅 세라믹에 간접적인 방법을 사용해야 합니다. 예를 들어 열가소성 또는 수지가 될 수 있는 일종의 바인더와 분말을 혼합합니다. 부품을 3D 프린팅한 후 바인더를 제거하고 부품 자체를 소결합니다. 이것은 상당히 복잡한 과정입니다. 예를 들어 세라믹과 바인더 사이의 균질한 혼합을 보장하여 최대한 많은 세라믹을 확보해야 합니다. 또한 사용 중인 플라스틱이나 수지와 같은 방식으로 작동하려면 이 믹스가 필요합니다. 마지막으로 세라믹만 유지하려면 바인더를 태울 수 있어야 하며 이는 상당히 어려운 일입니다.

후처리 단계는 무엇입니까?

그래서 우리는 분말을 FDM 공정에 적용했습니다. 즉, 플라스틱 바인더로 세라믹 필라멘트를 만들 수 있습니다. 이 필라멘트는 모든 FDM 프린터와 함께 사용할 수 있습니다. 그러나 부품을 응고시키기 위해 매우 높은 온도에서 바인더를 제거하고 세라믹을 소결해야 하므로 불가피하게 일부 후처리가 필요합니다. 그리고 고온이라고 하면 1500℃ 이상을 말합니다.

후처리는 최소한 두 단계가 필요합니다. 첫 번째는 화학적 디바인딩으로, 결합제 또는 결합제의 적어도 일부를 제거하기 위해 조각을 용매에 담그는 것입니다. 두 번째는 고밀도 세라믹 부품을 생산하기 위해 매우 높은 온도에서 부품을 소결하는 소결 단계입니다.

분말을 FDM에 적용하기로 결정한 이유는 무엇입니까? 다른 기술로 확장할 계획이 있습니까?

원료 공급업체로서의 우리의 관점에서 우리의 목표는 가능한 한 많은 잠재 고객에게 다가가는 것입니다. FDM은 가장 널리 사용되는 3D 프린팅 기술이기 때문에 FDM에서 시작하기로 결정했습니다. 이것은 또한 정말로 새로운 것, 훨씬 더 달성 가능한 세라믹을 위한 데스크탑 3D 프린팅의 가능성을 만듭니다.

데스크탑 3D 프린팅을 사용하여 도자기를 생산하는 것은 현재로서는 실제로 존재하지 않습니다. 산업 생산을 위한 일부 기계가 있지만 이러한 기계는 매우 높은 자본 투자가 필요하고 신속한 프로토타이핑이나 데스크탑 인쇄가 아닌 생산에 매우 적합합니다. 우리는 이것을 바꾸는 것을 목표로 합니다.

그러나 우리는 FDM으로 시작했지만 앞으로 다른 기술로 이동할 계획도 있습니다.

어떻게 세라믹 3D 프린팅 시장이 발전하고 있다고 보십니까?

세라믹 3D 프린팅 시장은 아직 새로운 시장입니다. 사실 금속과 플라스틱을 보면 세라믹 시장은 현재 상당히 작습니다. 현재로서는 3D 프린팅 세라믹을 위한 작업 시스템을 제공하는 회사가 전 세계적으로 10개 미만일 것입니다. 이는 많지 않습니다. 그 주된 이유는 세라믹 3D 프린팅의 도전적인 특성 때문입니다.

말하자면, 우리는 미래의 기술에 대한 엄청난 잠재력을 보고 있습니다. 세라믹 제조업체, 항공우주, 럭셔리 및 기타 일부 산업의 세라믹 사용자가 이 기술을 실제로 사용하려고 하는 고객의 애플리케이션을 볼 수 있습니다. 따라서 우리는 이 시장에서 빠른 발전이 있을 것이라고 믿습니다.

또한 이 기술은 최신 기술이라는 점을 염두에 두십시오. 진화 측면에서 세라믹 3D 프린팅은 아마도 금속 3D 프린팅보다 10년에서 15년 뒤일 것입니다. 그래서 저는 10년 안에 우리가 생산을 위한 세라믹 3D 프린팅에서 상당한 발전에 도달할 것이라고 상상할 수 있습니다.

Nanoe는 이러한 시장 환경에서 어디에 적합합니까?

첫째, 우리의 기술은 완전히 새롭습니다. 세라믹 3D 프린팅의 가장 일반적인 공정은 감광성 수지를 사용하는 광조형(stereolithography)을 기반으로 합니다. 우리의 기술은 다릅니다. 당사의 재료를 사용하면 세라믹 부품을 더 빠르게 생산하고 더 큰 부품을 만들 수 있습니다. 우리가 생산할 수 있는 기하학의 종류에는 몇 가지 장점이 있습니다.

우리는 또한 세라믹 3D 프린팅을 위한 다른 솔루션과 비교할 때 큰 이점이 있습니다. 우리는 기계 제조업체가 아닌 원자재 공급업체이기 때문에 원자재를 기존 기계에 적용하는 것을 목표로 합니다. 시장.

세라믹 3D 프린팅 시장의 현재 솔루션은 3D 프린팅 세라믹에 대한 새로운 기계 개발이라는 반대 전제에 기반을 두고 있습니다. 이것은 매우 다른 관점입니다.

우리의 접근 방식을 사용하여 3D 인쇄 금속 또는 플라스틱 개념에 더 익숙한 더 넓은 범위의 사람들에게 다가갈 수 있습니다. 이렇게 하면 3D 프린팅 세라믹의 장점도 더 쉽게 보여줄 수 있습니다.

향후 5년 동안 적층 제조가 어떻게 발전할 것으로 보십니까?

일반적으로 우리는 프로토타입 제작 및 테스트에서 최종 부품(예:비행기에 실릴 부품, 위성에 사용할 부품)을 실제로 생산하는 것으로 전환하는 것을 보고 있습니다.

업계는 특히 프로토타이핑 및 툴링을 위해 오랫동안 3D 프린팅을 사용해 왔지만 최종 부품에 대한 엄청난 발전이 있다고 생각합니다. 이것이 우리가 보고 있는 핵심 추세입니다.

더 추가하고 싶은 것이 있습니까?

세라믹 및 금속 3D 프린팅 모두에서 많은 회사들이 이러한 기술을 사용하는 데 어려움을 겪는 것을 종종 봅니다. 금속 또는 세라믹 3D 프린팅 기계에 투자하는 비용은 여전히 ​​매우 높습니다. 어떤 경우에는 백만 유로가 아니더라도 수십만 유로에 해당합니다.

많은 기업이 이러한 기술을 이제 막 시작하고 아직 명확한 사용 사례를 개발하지 못했습니다. 그들은 단지 기술로 가능한 것을 보고 싶어합니다. 이 경우 이러한 큰 지출을 정당화하는 것은 중소기업이다.

여기에 Nanoe가 적합합니다. 우리의 비전은 데스크탑 세라믹 3D 프린팅을 현실로 만드는 것입니다. 우리 솔루션을 사용하면 10,000유로 미만의 투자로 세라믹 인쇄를 시작할 수 있습니다. 우리는 그것이 큰 단계의 변화라고 믿습니다.

다음 목표는 금속으로 동일한 것을 달성하는 것입니다. 즉, 금속의 데스크탑 3D 프린팅을 위한 솔루션을 개발하는 것입니다. 다음 달 Formnext에서 이를 출시할 예정입니다.

Nanoe에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. https://www.nanoe.com .