Wawancara Pakar:CEO Nanoe Guillaume de Calan tentang Masa Depan Pencetakan 3D Keramik
Pencetakan 3D keramik tetap menjadi area manufaktur aditif yang relatif baru dan sering diabaikan. Namun, keserbagunaan material membuat pencetakan 3D keramik ideal untuk berbagai kasus penggunaan industri, mulai dari bantalan dan semikonduktor hingga aplikasi luar angkasa dan perhiasan. Oleh karena itu, tidak mengherankan bahwa langkah-langkah telah diambil untuk membuat pencetakan 3D keramik sepenuhnya layak untuk produksi AM.
Nanoe adalah perusahaan yang berbasis di Perancis yang menyediakan keramik teknis kelas industri untuk pencetakan 3D. Ini juga yang pertama menawarkan filamen keramik teknis (Zetamix). Kami berbicara dengan CEO Nanoe, Guillaume de Calan, untuk mempelajari lebih lanjut tentang strategi Nanoe, bagaimana rencananya membuat pencetakan 3D desktop keramik layak, dan potensi pasar yang besar untuk pencetakan 3D keramik.
Bisakah Anda memberi tahu kami tentang Nanoe?
Kami adalah penyedia bahan baku yang memproduksi bubuk dan bahan baku untuk industri keramik. Kami menciptakan perusahaan 10 tahun yang lalu dan melayani sejumlah industri yang berbeda, termasuk medis dan kedirgantaraan. Pada dasarnya, kami menyediakan industri ini dengan bahan baku yang mereka butuhkan untuk berhasil memproduksi suku cadang.
Kami juga melayani berbagai aplikasi yang membutuhkan material berteknologi tinggi, dengan sifat seperti kekuatan tinggi dan suhu tinggi serta ketahanan terhadap korosi. Semikonduktor adalah contoh dari aplikasi semacam itu.
Anda telah menyebutkan beberapa industri yang berbeda yang menggunakan keramik. Bisakah Anda mengembangkan beberapa aplikasi untuk materi Anda?
Saya dapat memberikan dua contoh. Yang pertama adalah di bidang perhiasan dan pembuatan jam, di mana ada beberapa perusahaan yang memproduksi cincin keramik, jam tangan dan jenis perhiasan lainnya. Mereka tertarik pada pencetakan 3D keramik sebagai cara untuk membuat prototipe, seri kecil, dan untuk produksi sesuai permintaan.
Yang kedua adalah di bidang kedirgantaraan, di mana terdapat kasus penggunaan besar-besaran untuk keramik teknis. Mereka digunakan untuk segala hal mulai dari cermin observasi hingga bagian struktural dan telekomunikasi.
Dengan aerospace, salah satu keuntungan nyata dari pencetakan 3D keramik, atau pencetakan 3D secara umum, adalah kemampuan untuk mengurangi berat dan massa suku cadang yang Anda produksi. Ini dapat dicapai melalui optimasi topologi, misalnya. Ketika Anda mempertimbangkan biaya pengiriman satu kilogram material ke orbit, manfaat pencetakan 3D keramik segera menjadi jelas.
Oleh karena itu, calon pelanggan dirgantara tertarik pada kemungkinan memproduksi suku cadang ringan untuk keperluan observasi, suku cadang struktural, telekomunikasi — pada dasarnya segala sesuatu yang masuk ke satelit.
Mengapa Anda memutuskan untuk menemukan Nanoe?
Nanoe pertama kali dimulai sebagai spin-off dari laboratorium Prancis, di mana kami memiliki proses pembuatan bahan nano untuk keperluan industri. Namun kami segera menyadari kebutuhan untuk fokus pada aplikasi tertentu — dan aplikasi ini adalah keramik teknis.
Ketika kami pertama kali didirikan, kami memproduksi bahan baku untuk proses tradisional seperti pengepresan, pencetakan injeksi, pengecoran dan proses lain yang digunakan untuk memproduksi bagian keramik. Kami sama sekali tidak terlibat dalam pencetakan 3D. Namun, tahun ini kami mulai berkonsentrasi pada teknologi pencetakan 3D. Pelanggan kami memiliki proses tradisional untuk membentuk keramik tetapi mereka semakin ingin mengintegrasikan proses pencetakan 3D juga.
Apa saja tantangan yang dihadapi dalam material keramik cetak 3D?
Keramik pencetakan 3D selalu melibatkan beberapa tantangan. Salah satu tantangan berasal dari fakta bahwa keramik adalah bahan bersuhu sangat tinggi yang tidak dapat dilebur atau dilebur. Ini berarti bahwa proses yang dikembangkan untuk logam dan plastik tidak dapat digunakan secara langsung untuk keramik.
Jadi kita harus menggunakan cara tidak langsung untuk keramik cetak 3D:kita mencampur bubuk dengan semacam pengikat, yang bisa termoplastik atau resin, misalnya. Setelah mencetak bagian 3D, kami melepas pengikat dan menyinter bagian itu sendiri. Ini adalah proses yang cukup rumit: misalnya, Anda perlu memastikan campuran homogen antara keramik dan pengikat, memastikan keramik sebanyak mungkin. Anda juga membutuhkan campuran ini untuk berperilaku dengan cara yang sama seperti plastik atau resin yang Anda gunakan. Terakhir, Anda harus bisa membakar pengikat untuk menyimpan keramik saja, dan ini cukup menantang.
Apa saja langkah-langkah pasca-pemrosesan yang terlibat?
Jadi kami menyesuaikan bubuk kami dengan proses FDM, artinya kami dapat membuat filamen keramik dengan pengikat plastik. Filamen ini dapat digunakan dengan printer FDM apa pun. Namun, tak terhindarkan, beberapa pasca-pemrosesan akan diperlukan, karena Anda harus melepas pengikat dan sinter keramik pada suhu yang sangat tinggi untuk memadatkan bagian tersebut. Dan ketika saya mengatakan suhu tinggi, kita berbicara 1500℃ ke atas.
Dalam hal pasca-pemrosesan, setidaknya ada dua langkah. Yang pertama adalah debinding kimia, di mana kita mencelupkan sepotong ke dalam pelarut untuk menghilangkan pengikat atau setidaknya bagian dari pengikat. Yang kedua adalah langkah sintering di mana kami mensinter bagian pada suhu yang sangat tinggi untuk menghasilkan bagian keramik dengan kepadatan tinggi.
Mengapa Anda memutuskan untuk menyesuaikan bedak Anda dengan FDM? Apakah Anda memiliki rencana untuk memperluas ke teknologi lain?
Dari sudut pandang kami sebagai pemasok bahan baku, tujuan kami adalah menjangkau pelanggan potensial sebanyak mungkin. Karena FDM adalah teknologi pencetakan 3D yang paling banyak digunakan, kami memutuskan untuk memulai dari sana. Ini juga membuat kemungkinan pencetakan 3D desktop untuk keramik, yang merupakan sesuatu yang benar-benar baru, jauh lebih dapat dicapai.
Menggunakan pencetakan 3D desktop untuk menghasilkan keramik tidak benar-benar ada saat ini. Meskipun ada beberapa mesin untuk produksi industri, ini membutuhkan investasi modal yang sangat tinggi dan sangat diarahkan untuk produksi, bukan pembuatan prototipe cepat atau pencetakan desktop. Kami bertujuan untuk mengubah ini.
Tetapi meskipun kami telah memulai dengan FDM, kami juga berencana untuk beralih ke teknologi lain di masa depan.
Bagaimana caranya? Anda melihat pasar berkembang untuk pencetakan keramik 3D?
Pasar keramik 3D printing masih sangat baru. Padahal, jika melihat logam dan plastik, pasar keramik saat ini cukup kecil. Untuk saat ini, mungkin ada kurang dari 10 perusahaan secara global yang menawarkan sistem kerja untuk keramik pencetakan 3D, yang tidak banyak. Alasan utama untuk ini adalah sifat menantang dari pencetakan 3D keramik.
Karena itu, kami melihat potensi besar untuk teknologi di masa depan. Kami dapat melihat aplikasi dari pelanggan kami:produsen keramik, pengguna keramik di ruang angkasa, barang mewah dan beberapa industri lainnya, benar-benar ingin menggunakan teknologi ini. Jadi kami percaya bahwa akan ada perkembangan pesat di pasar ini.
Selain itu, perlu diingat bahwa teknologinya lebih baru:dalam hal evolusi, pencetakan 3D keramik mungkin 10 hingga 15 tahun di belakang pencetakan 3D logam. Jadi saya dapat membayangkan bahwa dalam 10 tahun kita akan mencapai kemajuan yang signifikan dalam pencetakan 3D keramik untuk produksi.
Di mana posisi Nanoe dalam lanskap pasar ini?
Pertama, teknologi kami benar-benar baru. Proses paling umum untuk pencetakan keramik 3D didasarkan pada stereolitografi, menggunakan resin fotosensitif. Teknologi kami berbeda. Bahan kami memungkinkan Anda untuk memproduksi bagian keramik lebih cepat dan membuat bagian yang lebih besar. Bahkan ada beberapa keuntungan dari jenis geometri yang dapat kita hasilkan.
Kami juga memiliki keuntungan besar jika dibandingkan dengan solusi lain untuk pencetakan 3D keramik:karena kami adalah pemasok bahan baku, bukan produsen mesin, kami bertujuan untuk menyesuaikan bahan baku kami dengan mesin yang ada di pasar.
Solusi saat ini di pasar untuk pencetakan keramik 3D didasarkan pada premis yang berlawanan:mengembangkan mesin baru untuk keramik cetak 3D. Ini adalah perspektif yang sangat berbeda.
Dengan menggunakan pendekatan kami, kami dapat menjangkau lebih banyak orang yang lebih terbiasa dengan konsep pencetakan 3D logam atau plastik. Dengan cara ini, kami juga dapat menampilkan manfaat keramik pencetakan 3D dengan lebih mudah.
Bagaimana Anda melihat manufaktur aditif berkembang selama lima tahun ke depan?
Sebagai tren umum, kami melihat peralihan dari pembuatan prototipe dan pengujian menjadi benar-benar memproduksi suku cadang akhir – suku cadang yang akan digunakan di pesawat, menjadi satelit misalnya.
Industri telah lama bermain dengan pencetakan 3D, terutama untuk pembuatan prototipe dan perkakas, tetapi saya merasa ada perkembangan besar untuk bagian akhir. Itulah tren utama yang kami lihat.
Ada lagi yang ingin Anda tambahkan?
Untuk pencetakan 3D keramik dan logam, kita sering melihat banyak perusahaan kesulitan menggunakan teknologi ini. Biaya investasi dalam mesin cetak 3D logam atau keramik masih sangat tinggi — kita berbicara ratusan ribu, jika bukan satu juta euro dalam beberapa kasus.
Banyak perusahaan masih baru memulai dengan teknologi ini dan belum mengembangkan kasus penggunaan yang jelas. Mereka hanya ingin melihat apa yang mungkin dengan teknologi. Dalam hal ini, UKM (perusahaan kecil dan menengah) untuk membenarkan pengeluaran yang begitu besar.
Di sinilah Nanoe cocok:visi kami adalah mewujudkan pencetakan 3D keramik desktop. Dengan solusi kami, Anda dapat mulai mencetak keramik dengan investasi kurang dari 10 ribu euro. Kami percaya bahwa ini adalah langkah besar perubahan.
Tujuan kami selanjutnya adalah mencapai hal yang sama dengan logam – yaitu, mengembangkan solusi untuk pencetakan logam 3D desktop. Kami akan meluncurkan ini di Formnext bulan depan.
Untuk informasi lebih lanjut tentang Nanoe, kunjungi: https://www.nanoe.com .
