Lithoz CEO Dr. Johannes Homa over de toekomst van keramische 3D-printing

Keramische 3D-printing is een toonaangevende additieve productiediscipline die al industrieën van gezondheidszorg tot luchtvaart vormgeeft. Ondanks de relatieve jongheid van de technologie, beweegt deze van prototyping naar productie over een breed spectrum van toepassingen.

Lithoz: pionier in keramische additieve productie

Er zijn maar een handvol bedrijven die gespecialiseerd zijn in keramische 3D-printing. Lithoz, een Oostenrijks marktleider, levert machines, software en hoogwaardige keramische materialen.

Wat is de missie van Lithoz?

Wij zijn de toonaangevende technologieleverancier voor hoogwaardige keramische 3D-printing. Naast hardware en materialen helpen wij klanten bij de overgang van traditionele productie naar digitale fabricage, en bruggen wij de kloof tussen additieve productie en de keramische industrie.

Hoe is Lithoz ontstaan?

De kerntechnologie ontstond in 2006 aan de Technische Universiteit van Wenen, in samenwerking met het tandheelkundige bedrijf Ivoclar Vivadent AG. In 2010 bereikten wij een doorbraak: keramische onderdelen die met ons systeem geprint werden, bleken dezelfde mechanische eigenschappen te hebben als conventioneel geproduceerde stukken. Die mijlpaal leidde tot de oprichting van Lithoz als gespecialiseerd bedrijf.

Hoe werkt de technologie van Lithoz?

Het proces is een fotopolymerisatie, vergelijkbaar met stereolithografie, maar de hars is verrijkt met keramische deeltjes. Licht hardt de composiet laag voor laag uit, wat resulteert in een 'groen lichaam'. Dit groene deel wordt vervolgens ontbonden en gesinterd in een gespecialiseerde oven, waarbij het omgezet wordt in een dicht keramisch materiaal met de gewenste mechanische prestaties.

Wat zijn de belangrijkste toepassingen?

Wij richten ons op drie kernmarkten:

• Medisch: Resorbeerbare en niet-resorbeerbare implantaten (sinds 2017 in gebruik), medische apparaten die elektrische isolatie of magnetische non-reactiviteit vereisen, en patiëntspecifieke prothesen die profiteren van de lage thermische geleiding van keramiek.
• Luchtvaart: Gietkernen voor turbinenschaufels, waar de ingewikkelde interne koelkanalen buiten de mogelijkheden van injectiegieten vallen.
• Technische keramiek: Geavanceerde componenten voor satellieten, RF-elementen en hoogprecisie machines in textiel en halfgeleiders.

Onze technologie opent ook kansen in luxe goederen, waar de esthetische en materiële eigenschappen van keramiek gewaardeerd worden.

Kan uw proces metalen verwerken?

Wij passen ons fotopolymerisatieplatform aan het materiaal aan, in plaats van het materiaal te dwingen in de machine. Deze filosofie maakte het mogelijk om Incus op te richten, een spin-off dat metalen onderdelen print met vergelijkbare resolutie en mechanische prestaties als injectiegegoten delen.

Hoe volwassen is keramische 3D-printing vandaag?

Als relatief jong veld groeit de kennisbasis nog. Recente feedback van C-level directie toont echter aan dat veel organisaties het potentieel van keramische AM nu erkennen – vaak zelfs groter dan metaalprinting – vooral waar biokompatibiliteit of elektrische isolatie cruciaal zijn.

Wat is de beste manier voor een bedrijf om keramische 3D-printing te verkennen?

De meest voor de hand liggende instap is prototyping. Zodra een bedrijf een complex, hoogwaardig onderdeel identificeert dat niet conventioneel geproduceerd kan worden, verkrijgt het een concurrentievoordeel door de unieke materiaaleigenschappen van keramische AM te benutten. Succesverhalen ontstaan meestal uit een strategische, top-down initiatief in plaats van een ad-hoc, bottom-up proef.

Welke uitdagingen moeten bedrijven anticiperen?

Veelvoorkomende misvattingen zijn het verwachten van kostenbesparing op onderdelen die al efficiënt traditioneel geproduceerd worden. Additieve productie blijft een hogere-volume, hoge-precisie technologie; het uitblinkt in lage series, complexe delen. Bovendien legt keramisch sintern beperkingen op – multi-materiaal builds kunnen co-sinteringsuitdagingen opleveren die zorgvuldige procesplanning vereisen.

Wat zegt een recente SmarTech Analysis-rapport over de groei van keramische AM?

Wij zijn het eens dat eindonderdeelproductie de primaire groeidriver zal zijn. Over het afgelopen decennium hebben wij aangetoond dat keramische AM functionele, hoogwaardige onderdelen kan produceren – wat het een levensvatbare productietechnologie maakt.

Hoe kunnen digitale technologieën en AM toeleverketens ondersteunen tijdens storingen?

Tijdens de COVID-19-crisis waren traditionele leveranciers gebonden aan fysieke toegang tot hulpmiddelen. Een additief productiesysteem vereist daarentegen alleen digitale data; een ontwerpbestand kan over continenten heen worden overgedragen en lokaal geprint, wat afhankelijkheid van hulpmiddelen en voorraden elimineert. Deze flexibiliteit is een strategisch voordeel voor bedrijven die te maken hebben met wereldwijde onzekerheden in de toeleverketens.

Wat is de volgende stap voor keramische 3D-printing?

Het veld duwt de grenzen van onderdeelkwaliteit voort. Omdat keramische onderdelen aan dezelfde strenge prestatiecriteria moeten voldoen als conventioneel geproduceerde onderdelen – vooral voor hoge temperaturen of corrosieve omgevingen – staan functionele prototypen al centraal in onze roadmap. Wij verwachten ons toepassingsportfolio uit te breiden en materiaalopties te verbeteren.

Hoe navigeert Lithoz het komende jaar?

Hoewel de pandemie sommige klanten heeft vertraagd, heeft het ook het belangstellend in digitale productie versneld. Lithoz blijft vertrouwd dat onze omzetstroom robuust zal blijven, en wij werken aan diverse onthulde projecten die de zich ontwikkelende mogelijkheden van keramische AM zullen demonstreren.