전문가 인터뷰:세라믹 3D 프린팅 현황에 대한 Lithoz의 CEO Johannes Homa 박사

세라믹 3D 프린팅은 여전히 ​​비교적 새로운 적층 제조 기술입니다. 그러나 세라믹 3D 프린팅은 참신함에도 불구하고 의료 및 치과에서 항공 우주 및 사치품에 이르기까지 많은 산업 분야로 진출하고 있습니다.

현재 세라믹용 3D 프린팅 기술을 개발하고 있는 기업은 소수에 불과하다. 그러한 회사 중 하나는 오스트리아 제조업체인 Lithoz입니다.

우리는 Lithoz의 CEO이자 창립자인 Dr Johannes Homa를 만나 세라믹 3D 프린팅의 현재 상태, 흥미로운 응용 분야 및 디지털 제조 기술로서의 3D 프린팅의 이점에 대해 논의했습니다.

Lithoz와 회사로서의 사명에 대해 간단히 말씀해 주시겠습니까?

Lithoz는 고성능 세라믹 3D 프린팅 기술 제공업체입니다. 즉, 세라믹 3D 프린팅을 위한 기계, 소프트웨어 및 재료를 개발 및 판매하고 있습니다.

우리는 분명히 이 분야의 세계 시장이자 기술 리더입니다.

기술 개발 외에도 애플리케이션 개발 분야에서 고객을 지원합니다.

AM 커뮤니티도 세라믹 산업도 세라믹 3D 프린팅에 익숙하지 않았습니다. 최대한 양측을 지원하고 있습니다.

Lithoz를 어떻게 알게 되셨나요?

이 기술은 2006년에 비엔나 공과 대학에서 치과 회사 Ivoclar Vivadent AG와 협력하여 개발되었습니다.

그런 다음 2010년에 우리는 획기적인 발전을 이루었습니다. 기존의 성형 기술과 동일한 재료 특성을 가진 세라믹을 3D 프린팅할 수 있었습니다. 이 이정표는 고성능 세라믹의 3D 프린팅 회사로 Lithoz를 분사하도록 고무했습니다.

Lithoz가 개발한 기술을 조금 더 확장할 수 있습니까?

당사의 기술은 기존의 광조형과 매우 유사한 광중합 공정을 기반으로 합니다. 차이점은 우리 기술에서는 세라믹 입자가 감광성 수지에 분산된다는 것입니다.

이 복합 재료는 인쇄 과정에서 빛에 의해 한 겹씩 굳어집니다. 3D프린터에서 나오는 부품을 그린바디라고 하는데 아직 완성품이 아닙니다.

그린 바디는 특수 오븐에서 부품을 굽는 열처리를 거쳐야 합니다. 기술적인 측면에서 우리는 세라믹 부품의 원하는 특성을 얻기 위해 부품을 디바인딩하고 소결합니다.

바인더를 제거하는 과정에서 바인더를 태운 다음 세라믹을 최대 밀도로 소결합니다. 부품이 수축되지만 이는 세라믹 성형 공정에서 정상적인 현상입니다.

귀하의 기술로 달성한 응용 프로그램의 몇 가지 예를 공유할 수 있습니까?

우리는 세 가지 다른 산업에서 활동하고 있습니다. 첫 번째는 의료 분야로, 흡수성 및 비흡수성 임플란트와 의료 기기를 보유하고 있습니다. 예를 들어, 2017년부터 재흡수성 임플란트가 사용되고 있습니다. 반면에 비흡수성 임플란트는 생체 비활성으로 인체와 반응하지 않습니다.

또한 세라믹의 열전도율은 다소 낮습니다. 따라서 세라믹 보형물의 또 다른 장점은 금속 보형물에 비해 직사광선을 받거나 뜨거운 물로 샤워를 해도 통증을 느끼지 않는다는 것입니다.

세 번째 의료 응용 분야는 세라믹의 절연, 비자성 특성이 필요한 의료 기기입니다. 세라믹은 생체 비활성이고 금속이나 플라스틱의 경우와 같이 알레르기 반응을 유발하지 않기 때문에 의료 산업에 이상적입니다.

우리가 집중하고 있는 또 다른 영역은 터빈 블레이드용 코어를 주조하는 것입니다. 터빈 블레이드에는 작동 중 블레이드를 냉각시키는 내부 냉각 시스템이 있습니다. 온도를 높여 효율성을 높이는 추세가 증가함에 따라 이러한 냉각 시스템의 설계는 더욱 정교해졌습니다.

정교화 수준은 설계를 더 이상 사출 성형할 수 없다는 것을 의미하며, 이를 생산하려면 새로운 제조 접근 방식이 필요합니다. 적층 제조는 이러한 코어에 대한 이상적인 솔루션임을 입증합니다.

우리가 중점을 두는 또 다른 분야는 기술 세라믹입니다. 이들은 거울 홀더 및 무선 주파수 구성 요소와 같은 위성 구성 요소에서 예를 들어 섬유 기계 및 반도체 기계와 같은 기계 엔지니어링 부품에 이르기까지 모든 것에 사용되는 고급 세라믹 재료입니다.

이것은 사치품을 포함하여 우리 기술에 대한 광범위한 응용이 있음을 의미합니다.

이 기술을 금속에도 사용할 수 있습니까?

좋은 질문입니다.

우리의 철학은 우리의 기술을 분말에 적용하고 그 반대의 경우는 적용하지 않는 것입니다.

그래서 우리 기술을 금속에 적용할 수 있었다는 뜻입니다. 우리는 너무 성공적이어서 회사에서 스핀오프까지 했습니다.

이제 Incus라는 회사가 있으며 광중합 방식을 사용하여 금속 3D 프린팅을 하고 있습니다. 이 기술을 통해 고해상도, 우수한 기계적 특성 및 고정밀도를 달성하여 금속 사출 성형 부품에 필적하는 부품을 만들 수 있습니다.

기술에 대한 이해 측면에서 세라믹 3D 프린팅의 현재 상태는 무엇입니까?

세라믹 3D 프린팅은 3D 프린팅 분야에서 가장 젊은 기술 중 하나이기 때문에 지식 기반이 아직 잘 발달되지 않았습니다.

그건 그렇고, 오늘 저는 C-레벨 경영진과 회의를 한 고객으로부터 회사에서 3D 프린팅 세라믹 부품의 잠재력이 금속 부품보다 더 크다는 것에 놀란 이메일을 받았습니다. .

응용 분야는 많지만 세라믹 AM은 3D 프린팅 업계에서 아직 잘 알려지지 않았습니다.

이것은 변화하기 시작하고 있습니다. 사람들은 플라스틱과 금속에는 세라믹으로 극복할 수 있는 한계가 있음을 알고 있습니다.

세라믹 3D 프린팅이나 3D 프린팅의 잠재력을 모색하는 회사에 조언을 해주신다면? 보다 일반적이지만 기술 채택의 관점에서 어디서부터 시작해야 할지 모르십니까?

비지니스 케이스는 일반적으로 귀하의 책상에 딱 맞는 것이 아니기 때문에 이것은 매우 어려운 질문입니다. 시작하는 가장 쉬운 방법은 프로토타입용 3D 프린팅을 탐색하는 것입니다. 이렇게 하면 기술 학습을 시작할 수 있습니다.

그런 다음 고객과 대화를 시작하고 3D 인쇄에 적합한 부품을 식별하기 위해 포트폴리오를 살펴봅니다. 가장 큰 과제는 적층 생산에 적합한 부품을 찾는 것입니다. 디자인의 관점에서 이 부품은 매우 정교해야 하며 이상적으로는 다른 기술로 생산할 수 없습니다.

일단 찾으면 경쟁력이 있습니다. 요약하자면, 당신이 찾고 있는 것은 단순히 매달린 과일이 아니라 회사에서 설정한 프로젝트입니다. 그리고 아래에서 위로가 아니라 위에서 아래로 내려와야 합니다.

처음에는 AM의 잠재력을 완전히 보기 어려울 수 있습니다. 3D 프린팅을 채택하는 모든 회사는 이러한 잠재력을 발굴하기 위해 어느 정도 노력을 기울여야 합니다. 그러나 적합한 사용 사례를 찾으면 많은 기회가 생길 것입니다.

3D 프린팅 세라믹과 관련된 몇 가지 문제는 무엇입니까?

우리가 자주 직면하는 한 가지 문제는 사람들이 기존의 성형 기술에서 이미 잘 확립된 부품을 3D 프린팅하기를 원한다는 것입니다. 결과적으로 그들은 적층 제조가 기존 기술보다 더 비싼 경향이 있다는 사실에 놀랐습니다.

이해해야 할 것은 3D 프린팅의 도움으로 전통적으로 제조된 부품을 재생산한다고 해서 대부분의 경우 더 저렴해지지 않는다는 것입니다.

또 다른 문제는 적층 제조의 도움으로 재료 과학 문제를 극복할 수 없다는 것입니다. AM은 성형 기술일 뿐입니다. 세라믹 가공에 필수인 소결 문제를 극복하지 못합니다.

예를 들어, 다중 재료 세라믹 부품을 3D 프린팅하는 것은 쉽습니다. 그러나 이러한 재료를 함께 소결하는 것은 어려울 것입니다. 저는 이러한 고려 사항이 때때로 과소평가되었다고 생각합니다.

SmarTech Analysis의 최근 보고서 주 세라믹 3D 프린팅의 성장은 주로 최종 부품 생산에 의해 주도될 것입니다. 그것에 대해 어떻게 생각하세요?

전적으로 동의합니다. 우리가 10년 전에 시작했을 때 고성능 세라믹 3D 프린팅에 대한 아이디어는 아무도 없었습니다. 그리고 지금 우리는 우리도 인식하지 못한 너무 많은 응용 프로그램을 볼 수 있습니다.

저는 도자기가 미래의 재료라고 굳게 믿으며 우리는 이 여정의 시작에 불과합니다. 지난 10년 동안 우리는 도자기로도 3D 프린팅이 가능하다는 것을 보여주고 증명해야 했고, 이제 사람들은 이 기술을 활용하기 시작했습니다.

내가 생각하는 사람도 무엇인가 이제 AM과 같은 디지털 기술이 이 기술로 가능한 디지털 인벤토리 덕분에 폐쇄에 대한 솔루션이 될 수 있다는 사실을 깨닫기 시작했습니다.

디지털 기술이 어떻게 작동하는지 조금 더 확장할 수 있습니까? 3D 프린팅이 기업을 지원할 수 있습니까?

COVID-19 위기 동안 특정 공급업체가 폐쇄되었습니다. 예를 들어 사출 성형의 경우 공급업체에 도구가 있고 부품을 다시 생산하려면 공급업체에 가서 더 많은 부품을 제조해 달라고 요청하면 정상적인 환경에서 그렇게 할 것입니다.

하지만 COVID-19의 상황은 현재 글로벌 공급망을 훨씬 더 취약하고 혼란스럽게 만들고 있습니다. 많은 회사가 공급업체에 연락할 수 없거나 공급업체에서 부품을 생산할 수 없습니다.

반면, 적층 제조에서는 기계 자체만 사용하는 도구입니다. 기계는 기본적으로 여기 유럽, 미국, 아시아 등 어디든지 있을 수 있으며, 도구 없이 데이터를 기계로 전송하고 즉시 부품을 인쇄하기만 하면 됩니다.

물론 부품을 AM용으로 인증해야 하지만 전반적으로 이 기술은 훨씬 더 많은 유연성을 제공합니다.

또 다른 요점은 AM의 디지털 특성으로 인해 실제 재고 대신 가상 스토리지에 설계 파일을 저장하고 필요에 따라 인쇄할 수 있다는 것입니다.

향후 몇 년 동안 세라믹 3D 프린팅의 발전을 어떻게 보십니까?

앞으로 큰 잠재력이 있다고 생각합니다. 즉, 다른 AM 기술과 달리 세라믹 AM은 처음부터 고품질 부품의 요구 사항을 충족했습니다.

세라믹 부품이 필요한 경우 프로토타입일지라도 기존 제조 방식과 동일한 재료 특성을 가져야 하기 때문입니다. 고온이나 부식성 환경과 같은 가혹한 환경에서 사용하기 때문입니다.

시각적 프로토타입을 갖고 싶다면 도자기로 만들지 않고 플라스틱으로 만들면 됩니다. 당신은 항상 세라믹 AM으로 기능적인 프로토타이핑을 원하기 때문에 처음부터 로트 크기 1의 생산을 하고 있었습니다.

Lithoz에게 다가오는 한 해는 무엇입니까?

우리는 전염병이 우리 사업에 미치는 두 가지 다른 결과를 보고 있습니다.

첫째, 우리는 소규모 고객 그룹이 적층 제조에서 잠시 멈추고 다른 일에 집중하는 것을 보았습니다.

다른 그룹에서는 더 많은 회사가 현재 디지털 웨어하우징과 같은 디지털 생산 기술의 이점과 공급망 안정화 가능성으로 인해 훨씬 ​​더 많은 것을 적층에 적용했습니다.

현재 상황은 세계 경제에 좋지 않지만, 사람들이 다르게 생각하기 시작하고 이러한 문제를 극복하기 위한 수단으로 디지털 생산 기술을 고려하기 시작하기 때문에 기업들이 이제 적층 제조의 잠재력을 깨닫고 있다고 봅니다.

Lithoz의 경우 이번 위기가 매출과 매출에 큰 영향을 미칠 것이라고 생각하지 않습니다. 우리의 미래는 매우 밝습니다.

현재 공개할 수 없는 많은 프로젝트가 진행 중입니다. 그들은 미래에 나올 것이고 사람들은 세라믹 3D 프린팅으로 이미 가능한 것에 대해 매우 놀랄 것입니다.