Wawancara Mendalam dengan CEO Lithoz Dr. Johannes Homa tentang Masa Depan Pencetakan 3D Keramik
Pencetakan 3D keramik masih merupakan teknologi manufaktur aditif yang relatif baru. Namun, meskipun merupakan hal yang baru, pencetakan 3D keramik kini diterapkan di banyak industri, mulai dari bidang medis dan kedokteran gigi, hingga ruang angkasa dan barang-barang mewah.
CEO Lithoz Dr Johannes Homa
Saat ini baru segelintir perusahaan yang mengembangkan teknologi cetak 3D untuk keramik. Salah satu perusahaan tersebut adalah pabrikan Austria, Lithoz. Kami bertemu dengan CEO dan Pendiri Lithoz, Dr Johannes Homa, untuk membahas kondisi pencetakan 3D keramik saat ini, beberapa aplikasi menariknya, dan manfaat pencetakan 3D sebagai teknologi manufaktur digital.
Bisakah Anda ceritakan sedikit tentang Lithoz dan misi Anda sebagai sebuah perusahaan?
Lithoz adalah penyedia teknologi untuk pencetakan 3D keramik berperforma tinggi, yang berarti kami mengembangkan dan menjual mesin, perangkat lunak, dan bahan untuk pencetakan keramik 3D. Kami jelas merupakan pemimpin pasar dan teknologi dunia dalam bidang ini. Selain pengembangan teknologi, kami juga mendukung pelanggan kami di bidang pengembangan aplikasi. Baik komunitas AM maupun industri keramik tidak terbiasa dengan pencetakan keramik 3D. Kami mendukung kedua belah pihak semaksimal mungkin.
Bagaimana Anda bisa menemukan Lithoz?
Teknologi ini dikembangkan di Universitas Teknologi Wina, pada tahun 2006, bekerja sama dengan perusahaan kedokteran gigi Ivoclar Vivadent AG. Kemudian pada tahun 2010, kami mencapai terobosan:kami mampu mencetak keramik 3D dengan sifat material yang sama seperti teknologi pembentukan konvensional. Pencapaian ini mendorong kami untuk mengembangkan Lithoz sebagai perusahaan pencetakan 3D keramik berperforma tinggi.
Dapatkah Anda sedikit memperluas teknologi yang telah dikembangkan Lithoz?
Mesin Lithoz CeraFabS65 [Kredit gambar:Lithoz]
Teknologi kami didasarkan pada proses fotopolimerisasi, yang sangat mirip dengan Stereolitografi konvensional. Perbedaannya adalah dengan teknologi kami, partikel keramik didispersikan menjadi resin fotosensitif. Selama proses pencetakan, material komposit ini dipadatkan secara ringan, lapis demi lapis. Bagian yang keluar dari printer 3D kita disebut green body yang artinya belum menjadi produk jadi. Tubuh hijau harus menjalani perlakuan panas yang melibatkan pemanggangan sebagian dalam oven khusus. Dalam istilah teknis, kami mendebind dan menyinter bagian tersebut untuk mencapai sifat yang diinginkan dari bagian keramik. Dalam proses pelepasan ikatan, Anda membakar bahan pengikat dan kemudian menyinter keramik hingga kepadatan penuh. Bagian tersebut mengalami penyusutan, namun hal ini merupakan fenomena normal dalam proses pembentukan keramik.
Dapatkah Anda membagikan beberapa contoh penerapan yang telah dicapai dengan teknologi Anda?
Produk medis dicetak 3D menggunakan teknologi pencetakan 3D keramik Lithoz [Kredit gambar:Lithoz]
Kami aktif di tiga industri berbeda. Yang pertama adalah bidang medis, dimana kita memiliki implan dan peralatan medis yang dapat diserap dan tidak dapat diserap kembali. Misalnya, implan resorbable telah digunakan sejak tahun 2017. Sebaliknya, implan non-resorbable bersifat bio-inert, artinya implan tersebut tidak bereaksi dengan tubuh manusia. Selain itu, konduktivitas panas keramik agak rendah. Jadi, kelebihan lain dari implan keramik dibandingkan implan logam adalah orang tidak merasakan sakit saat terkena sinar matahari langsung atau saat mandi air panas. Aplikasi medis ketiga adalah peralatan medis, yang memerlukan sifat isolasi dan non-magnetik dari keramik. Keramik ideal untuk industri medis karena bersifat bio-inert dan tidak memicu reaksi alergi, seperti yang mungkin terjadi pada logam atau plastik. Area lain yang menjadi fokus kami adalah pengecoran inti untuk bilah turbin. Bilah turbin dilengkapi sistem pendingin internal untuk mendinginkan bilah selama pengoperasian. Dengan meningkatnya tren peningkatan efisiensi dengan meningkatkan suhu, desain sistem pendingin tersebut menjadi lebih canggih. Tingkat kecanggihannya membuat desainnya tidak bisa lagi dicetak dengan injeksi sehingga memerlukan pendekatan manufaktur baru untuk bisa memproduksinya. Manufaktur aditif membuktikan solusi ideal untuk inti ini. Bidang fokus lainnya bagi kami adalah keramik teknis. Ini adalah material keramik canggih yang digunakan dalam segala hal, mulai dari komponen satelit, seperti dudukan cermin dan komponen frekuensi radio, hingga komponen teknik mesin, misalnya, untuk mesin tekstil dan mesin semikonduktor. Artinya, teknologi kami dapat diterapkan secara luas, termasuk barang-barang mewah.
Dapatkah teknologi ini juga digunakan pada logam?
Itu pertanyaan yang bagus. Filosofi kami adalah kami mengadaptasi teknologi kami pada bedak tabur dan bukan sebaliknya. Jadi, ini berarti kami mampu mengadaptasi teknologi kami pada logam. Kami sangat sukses sehingga kami bahkan keluar dari perusahaan. Sekarang ada perusahaan bernama Incus yang melakukan pencetakan 3D logam menggunakan pendekatan fotopolimerisasi. Dengan teknologi ini, ia dapat mencapai resolusi tinggi, sifat mekanik yang baik, dan presisi tinggi, menjadikan suku cadang sebanding dengan suku cadang cetakan injeksi logam.
Bagaimana kondisi pencetakan 3D keramik saat ini dalam hal pemahaman teknologinya?
Pencetakan 3D keramik adalah salah satu teknologi termuda dalam pencetakan 3D, sehingga basis pengetahuannya belum berkembang dengan baik. Oleh karena itu, baru hari ini saya menerima email dari seorang pelanggan yang mengadakan pertemuan dengan eksekutif tingkat C mereka dan terkejut bahwa potensi suku cadang keramik pencetakan 3D di perusahaan mereka lebih besar dibandingkan suku cadang logam.
Kami melihat banyak sekali penerapannya, namun keramik AM belum begitu terkenal di industri percetakan 3D. Namun hal ini mulai berubah. Masyarakat telah melihat adanya keterbatasan pada plastik dan logam, yang dapat diatasi dengan keramik.
Bagaimana Anda memberikan saran kepada perusahaan yang sedang mencari potensi pencetakan 3D keramik atau pencetakan 3D secara lebih umum, namun tidak tahu harus mulai dari mana dalam mengadopsi teknologi tersebut?
Ini adalah pertanyaan yang sangat sulit karena kasus bisnis biasanya tidak ada di meja Anda. Cara termudah untuk memulai adalah menjelajahi pencetakan 3D untuk prototipe. Cara ini akan memungkinkan Anda untuk mulai mempelajari teknologinya. Kemudian, Anda akan mulai berbicara dengan pelanggan dan melihat portofolio Anda untuk mengidentifikasi bagian mana yang masuk akal untuk pencetakan 3D. Tantangan terbesarnya adalah menemukan suku cadang yang cocok untuk produksi aditif. Dari sudut pandang desain, bagian ini harus sangat canggih dan idealnya tidak dapat diproduksi dengan teknologi lain. Setelah Anda menemukannya, Anda memiliki keunggulan kompetitif. Ringkasnya, bukan hanya hasil yang mudah didapat yang Anda cari, namun ini adalah proyek yang Anda dirikan di perusahaan Anda. Dan itu harus dilakukan dari atas ke bawah dan bukan dari bawah ke atas. Sulit untuk melihat potensi penuh AM pada awalnya. Perusahaan mana pun yang mengadopsi pencetakan 3D harus berupaya menggali potensi ini. Namun begitu Anda menemukan kasus penggunaan yang sesuai, hal itu akan membuka banyak pintu bagi Anda.
Apa saja tantangan yang ada dalam keramik pencetakan 3D?
Salah satu masalah yang sering kita hadapi adalah masyarakat ingin mencetak komponen secara 3D, yang sudah terbiasa dengan teknologi pembentukan konvensional. Akibatnya, mereka terkejut bahwa manufaktur aditif cenderung lebih mahal dibandingkan teknologi konvensional. Yang perlu dipahami adalah bahwa mereproduksi komponen yang diproduksi secara tradisional dengan bantuan pencetakan 3D, dalam banyak kasus tidak akan membuatnya lebih murah. Tantangan lainnya adalah kita tidak dapat mengatasi masalah ilmu material dengan bantuan manufaktur aditif. AM hanyalah sebuah teknologi pembentuk. Ini tidak mengatasi masalah sintering, yang merupakan hal wajib dalam pemrosesan keramik. Misalnya, pencetakan 3D komponen keramik multi-bahan sangatlah mudah. Namun akan menjadi tantangan untuk melakukan sintering bahan-bahan ini secara bersama-sama. Menurut saya pertimbangan seperti itu terkadang diremehkan.
Laporan terbaru dari SmarTech Analysis negara bagian bahwa pertumbuhan pencetakan 3D keramik sebagian besar akan didorong oleh produksi komponen akhir. Apa pendapat Anda tentang hal itu?
[Kredit gambar:Lithoz]
Saya sangat setuju. Ketika kami memulainya 10 tahun yang lalu, tidak ada yang memiliki ide tentang pencetakan 3D keramik berperforma tinggi. Dan sekarang kita melihat begitu banyak aplikasi yang bahkan kita tidak menyadarinya. Saya sangat yakin bahwa keramik adalah bahan masa depan dan kita baru berada di awal perjalanan ini. Selama 10 tahun terakhir, kami telah menunjukkan dan membuktikan bahwa pencetakan 3D juga dapat dilakukan dengan keramik, dan kini masyarakat mulai memanfaatkan teknologi ini.
Hal yang menurut saya juga mulai disadari orang-orang saat ini adalah bahwa teknologi digital, seperti AM, dapat menjadi solusi terhadap lockdown, berkat inventarisasi digital yang dimungkinkan dengan teknologi tersebut.
Dapatkah Anda menjelaskan sedikit tentang bagaimana teknologi digital dan pencetakan 3D dapat memberikan dukungan kepada perusahaan?
Selama krisis COVID-19, terjadi penutupan pemasok tertentu. Misalnya, dalam cetakan injeksi, pemasok memiliki alat tersebut dan jika Anda ingin memproduksi suku cadang lagi, Anda pergi ke pemasok Anda dan memintanya untuk memproduksi lebih banyak suku cadang untuk Anda dan dia akan melakukannya dalam lingkungan normal. Namun situasi COVID-19 membuat rantai pasokan global menjadi lebih rapuh dan terganggu saat ini. Banyak perusahaan tidak dapat menjangkau pemasoknya atau pemasok tidak dapat memproduksi suku cadang. Di sisi lain, dengan manufaktur aditif, satu-satunya alat yang Anda gunakan adalah mesin itu sendiri. Mesinnya bisa berada di sini di Eropa, atau Amerika Serikat, di Asia, di mana saja pada dasarnya, dan yang Anda perlukan hanyalah mentransfer data ke mesin dan segera mencetak bagiannya, tanpa alat apa pun. Tentu saja, Anda harus memenuhi syarat untuk AM, tetapi, secara keseluruhan, teknologi ini memberi Anda lebih banyak fleksibilitas. Poin lainnya adalah sifat digital AM memungkinkan Anda menyimpan file desain di penyimpanan virtual, bukan di inventaris fisik, dan mencetaknya sesuai permintaan.
Bagaimana Anda melihat evolusi pencetakan 3D keramik dalam beberapa tahun ke depan?
Saya pikir ada potensi besar ke depan. Meskipun demikian, berbeda dengan teknologi AM lainnya, AM keramik, sejak awal, telah memenuhi persyaratan komponen berkualitas tinggi. Karena jika membutuhkan part keramik harus memiliki sifat material yang sama dengan manufaktur konvensional, walaupun hanya berupa prototipe. Itu karena Anda akan menggunakannya di lingkungan yang keras, seperti suhu tinggi atau lingkungan yang korosif. Jika Anda ingin memiliki prototipe visual, Anda tidak akan membuatnya dari keramik, melainkan dari plastik. Anda selalu ingin memiliki prototipe fungsional dengan keramik AM, jadi sejak awal kami melakukan produksi dalam jumlah banyak.
Bagaimana nasib Lithoz tahun depan?
Kami melihat dua konsekuensi berbeda dari pandemi ini terhadap bisnis kami. Pertama, kami melihat sekelompok kecil pelanggan kami berhenti sejenak dalam manufaktur aditif dan berfokus pada hal-hal lain. Di kelompok lain, kami melihat semakin banyak perusahaan yang kini lebih tertarik pada aditif, karena manfaat teknologi produksi digital, seperti pergudangan digital dan kemungkinan untuk menstabilkan rantai pasokan mereka. Meskipun situasi saat ini buruk bagi perekonomian dunia, saya melihat perusahaan-perusahaan kini menyadari potensi manufaktur aditif, karena masyarakat mulai berpikir secara berbeda dan mempertimbangkan teknologi produksi digital sebagai sarana untuk mengatasi masalah ini. Bagi Lithoz, menurut kami krisis ini tidak akan berdampak besar pada pendapatan dan penjualan kami. Masa depan sangat cerah bagi kami. Kami mempunyai banyak proyek yang sedang berjalan dan saat ini kami belum dapat mengungkapkannya. Mereka akan muncul di masa depan dan orang-orang akan sangat terkejut dengan apa yang bisa dilakukan dengan pencetakan 3D keramik.
