Vincent Poirier over de 3D-printrevolutie in keramiek – CEO van Novadditive

Afbeelding:Novadditive

Wat de geschiedenis van de productie betreft, kan het gebruik van keramiek teruggevoerd worden tot het allereerste begin, waarbij het oudst bekende keramische artefact dateert uit 28.000 v.Chr. Tegenwoordig betreedt dit materiaal echter een nieuw tijdperk; door de toepassing ervan als 3D-printbaar materiaal, waarbij nieuwe textuur- en structurele mogelijkheden zich voor ons ontvouwen. NOVADDITIVE, het allereerste gespecialiseerde centrum voor de additieve productie van keramiek, staat aan de voorhoede van deze materiaalrevolutie. We spraken met Vincent Poirier, CEO van NOVADDITIVE, om de unieke eigenschappen van keramische onderdelen te verkennen en de reis die voor de AM-keramiekmarkt in het verschiet ligt.

Kun je me iets over jezelf vertellen en hoe je interesse in keramiek begon?

‍

Afbeelding tegoed:Novadditive

‍

Ik heb een achtergrond van meer dan 30 jaar in verschillende keramische industrieën, waaronder klassieke en technische keramiek, en omvat toepassingen van kunst, sanitair en onderzoek tot luchtvaart en kernenergie.

‍

Op het gebied van 3D-printkeramiek ben ik al ruim twaalf jaar betrokken. Ik zag dat er een gebrek was in het 3D-printlandschap - je kunt gemakkelijk additief vervaardigde plastic onderdelen vinden, en hetzelfde geldt voor metalen onderdelen, maar het is nogal moeilijk (zo niet onmogelijk) om een ​​servicebureau te vinden dat keramische onderdelen levert door middel van 3D-printen. Nadat ik dit een aantal jaren in mijn gedachten had gehad, heb ik uiteindelijk in 2020 NOVADDITIVE opgericht, met als doel de problemen op te lossen die door dit gebrek aan service worden veroorzaakt.

Laten we ons eens verdiepen in NOVADDITIVE, het eerste gespecialiseerde centrum voor de productie van keramische onderdelen via additieve productie in meerdere processen. Kunt u mij daar iets meer over vertellen?

‍

Afbeelding tegoed:Novadditive

‍

Wij zijn een industrieel bedrijf - geen Fab-lab, geen printerfabrikant, maar een fabriek. Het produceren van op maat gemaakte onderdelen voor mensen die normaal gesproken geen toegang hebben tot keramiek, of het zelfs maar beschouwen als materiaal voor 3D-printen, vormt de kern van wat we doen:we vereenvoudigen hun toegang.

‍

We bieden de meeste beschikbare technologieën voor 3D-printen van keramiek aan. Van de vier grote technologiefamilies op de markt bieden we er drie aan (SLA, FFF en LDM), en de vierde komt binnenkort ook. Dit betekent dat we vrijwel elk AM-project dat bij ons wordt aangeboden in overweging kunnen nemen. Daarnaast kunnen we printen met de meeste beschikbare AM-compatibele keramieksoorten - dit kan variëren van aluminiumoxide, zirkonia, ATZ, silicium en aluminiumnitride en siliciumcarbide, tot biocompatibele keramiek voor technische toepassingen tot porselein, cordieriet-mulliet en aardewerk voor klassieke toepassingen. Dit betekent dat elk van de technologieën die we bezitten, wordt gekoppeld aan een geschikt materiaal. Als gevolg hiervan kunnen we onderdelen leveren aan bijna elke klant die op zoek is naar de productie van keramische onderdelen. Omdat we niet gebonden zijn aan een specifieke technologieleverancier of printerleverancier, kunnen we vrij de printmethoden kiezen die het beste bij onze klanten en hun markt passen. Verschillende technologieën kunnen bijvoorbeeld verschillende precisies, afmetingen, geometrieën en printsnelheden aan. We hebben een balans gevonden tussen deze mogelijkheden in de technologieën die we beschikbaar stellen. Nadat we met een klant hebben gesproken en hun wensen hebben genoteerd, kunnen we de juiste technologie en het juiste materiaal voor hen bepalen, afhankelijk van de nauwkeurigheid en het gebruik dat zij specificeren. Dit soort gesprekken vormen ons dagelijks werk.

‍

Wat zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen van additief vervaardigd keramiek, en zijn er gebruiksscenario's die je opvallen?

‍

Afbeelding tegoed:Novadditive

‍

In de twee jaar sinds ik NOVADDITIVE heb opgericht, heeft ons bedrijf belangstelling gekregen van een zeer brede dwarsdoorsnede van de markten.

‍

Om met een bijzonder interessant voorbeeld te beginnen:we produceren op maat gemaakt serviesgoed voor luxe restaurants met Michelin-sterren, waarbij we nauw samenwerken met bekende ontwerpers om op maat gemaakte gerechten, borden en andere culinaire onderdelen te creëren, specifiek voor de chef-kok. Aan de andere kant hebben we echter ook klanten die zich bezighouden met ruimtetechnologie. Sommige van de keramische onderdelen die we produceren, worden gebruikt als structurele componenten in ruimteschepen om de prestaties van het hele voertuig te verbeteren. In deze omgevingen, waar onderdelen hogere temperaturen moeten kunnen weerstaan, of kleiner en lichter moeten zijn, vinden wij dat keramiek een geweldig materiaal is. De uitzetting van sommige specifieke keramieksoorten met veranderende temperaturen is bijvoorbeeld zeer laag, waardoor deze perfect geschikt zijn voor de vluchtige omstandigheden in de ruimte.

‍

Zie je, 3D-printprocessen zijn feitelijk in staat om de eigenschappen van keramiek te verbeteren, door complexe geometrieën en kleinere formaten te implementeren die anders niet mogelijk zouden zijn. Als gevolg hiervan kan het combineren van dit materiaal met deze productiemethode zeer nuttig zijn in onderzoekscontexten. Dankzij het printen van keramiek kunnen onderzoekers sneller nieuwe geometrieën en ‘onhaalbare’ vormen ontdekken.

‍

Keramiek AM heeft ook toepassingen bij het maken van kunst, maar ook voor luxe artikelen. Het is een zeer veeleisende markt, die extreme precisie in de productie vereist. We zijn in staat de zeer precieze toleranties te bereiken die ze nodig hebben. Tegelijkertijd zijn de defensie- en de nucleaire industrie om heel verschillende redenen veeleisend. Ook hier kunnen we de eigenschappen van keramiek koppelen aan de complexe geometrieën die door additieve productie worden ontsloten en zo belangrijke waarde aan deze markten leveren.

‍

Hoewel keramiek AM vaak als een niche wordt beschouwd, documenteerde Formext 2022 een aanzienlijke uitbreiding van en interesse in de ruimte. Wat drijft de toenemende erkenning van de waarde van keramiek als printbaar materiaal?

‍

Afbeelding tegoed:Novadditive

‍

Er zijn grofweg drie materialen die we kunnen printen:kunststoffen, metalen en keramiek. De kunststofmarkt is de grootste, de metaalmarkt iets kleiner en de keramiekmarkt de kleinste van allemaal. Er zijn echter verschillende onderzoeken die aantonen dat keramiek steeds populairder begint te worden in dit vakgebied. Fabrikanten zoeken steeds vaker naar innovatieve manieren om hogere prestaties te bereiken bij het ontwerpen en produceren van nieuwe onderdelen. Keramiek is al vele jaren bekend en wordt al vele jaren gebruikt, maar tegenwoordig ontdekken bedrijven, onderzoekers en technische afdelingen dat ze door het gebruik ervan nieuwe eigenschappen kunnen bereiken. De drijvende kracht achter deze trend is niet mode, maar prestatie. Nu ze bedrukt kunnen worden, biedt AM-keramiek een antwoord op een aantal problemen die nog niet eerder zijn opgelost. Daarom geloof ik in de trends en de onderzoeken. We ontdekken dat we met deze materialen meer manieren kunnen ontdekken om de prestaties te verbeteren. Er zijn nog enkele moeilijkheden. Keramiek wordt het best begrepen door mensen die gebruikt zijn keramiek te gebruiken. Voor mensen die minder bekend zijn:we hebben altijd deze vraag over de broosheid van keramiek – het is een culturele veronderstelling. Als we bijvoorbeeld naar porseleinen artefacten kijken, denken we bijna altijd aan de kwetsbaarheid ervan. Als we echter naar de microscopische structuur kijken, is het veel minder bros dan glas! Bovendien is de duurzaamheid van keramiek aan ontwikkeling onderhevig; op technisch gebied hebben keramieksoorten zoals zirkonia bijvoorbeeld grote verbeteringen ondergaan in termen van hun veerkracht. Hierdoor kunnen ze worden gebruikt in veeleisende mechanische toepassingen en door luxe merken die duizenden geweldige horloges produceren.

‍

Horlogedeel gemaakt met zwarte zirkonia van Novadditive. Afbeelding tegoed:Novadditive

‍

De uitdaging hier is om technische afdelingen die keramiek niet goed begrijpen naar te brengen deze wereld van keramiek. Ze hebben het diepgewortelde vermoeden dat het materiaal moeilijk te vervaardigen is en snel kapot gaat. Dagelijks en wekelijks krijg ik daar vragen over. De oplossing, en de drijfveer om het industriële gebruik van keramiek nog verder te stimuleren, is om kennis over keramiek als AM-compatibel materiaal toegankelijker te maken, zowel voor technische mensen als voor mensen die geïnteresseerd zijn in 3D-printen. Ten eerste heeft keramiek een zeer breed scala aan toepassingen:je kunt het gebruiken in ruimteraketten, in de elektronica, in de kernenergie, in de techniek, in de medische wereld, overal. Ten tweede kunnen ze in AM niet alleen worden gebruikt om kleine prototypes te maken, maar ook om meerdere onderdelen te vervaardigen, op de schaal van middelgrote series en zelfs grote serieproductie. Het is allemaal mogelijk.

‍

Dit is de belangrijkste kloof die moet worden overwonnen. We moeten mensen laten zien die misschien nog niet begrijpen dat 3D-printen van keramiek inderdaad mogelijk is, en dat dit gebruik van de technologie een brede horizon aan mogelijkheden kan openen.

‍

Een van je artikelen vermeldt hoe de mensheid keramiek gebruikt sinds de prehistorie. Zelfs vandaag de dag is het ongelooflijk dat we nog steeds leren hoeveel dit materiaal kan doen.

Wat heeft het komende jaar voor Novadditive in petto?

‍

Er staan ons twee grote initiatieven te wachten. 3D-printen wordt gebruikt voor het maken van zeer grote hoeveelheden onderdelen, waarbij kunststoffen momenteel het meest gebruikte materiaal hiervoor zijn. Voor keramiek zal hetzelfde gebeuren. Op een dag wordt iemand op een technische afdeling wakker en wil een batch van 500.000 keramische onderdelen die alleen via 3D-printen kunnen worden gemaakt. Op die dag zal NOVADDITIVE aanwezig zijn. We bereiden ons voor door industriële apparatuur te installeren die de productie van grote series onderdelen aankan. Natuurlijk zullen we altijd prototypes en diensten in kleine series aanbieden, maar we zullen het aantal onderdelen dat voor onze klanten beschikbaar is uitbreiden, waardoor ze honderdduizenden onderdelen kunnen bestellen, wanneer die dag zich ook voordoet. Het tweede initiatief betreft onze versnelling van R&D. Dit is belangrijk. Als 3D-printspecialisten is het van cruciaal belang dat we de introductie van nieuwe technologieën en industriële ontwikkelingen volgen. Tegelijkertijd zijn we echter net zo goed keramisten als AM-fabrikanten, wat betekent dat we moeten luisteren naar nieuws over nieuw op de markt gebrachte keramische materialen en nieuwe recepten moeten ontwikkelen om voor de productie te gebruiken. We moeten materiaalleveranciers vinden die nog nauwkeuriger kunnen voldoen aan de eisen van onze klanten. Dankzij onze vooruitgang op het gebied van R&D kunnen we nog nauwer samenwerken met onze klanten en hun verzoeken met nog meer aandacht opvolgen. Dit onderzoek en deze ontwikkeling zullen een belangrijke drijfveer zijn voor het vergroten van de reikwijdte van onze activiteiten.

‍

–Meer informatie over Novadditive .

‍

Meer informatie over AMFG.