Entrevista com especialista:Nanoe CEO Guillaume de Calan sobre o futuro da impressão 3D em cerâmica

A impressão 3D em cerâmica continua sendo uma área relativamente nova e frequentemente esquecida da manufatura aditiva. No entanto, a versatilidade do material torna a impressão 3D de cerâmica ideal para uma variedade de casos de uso industrial, de rolamentos e semicondutores a aplicações aeroespaciais e joalherias. Não é de se admirar, portanto, que medidas já estejam sendo tomadas para tornar a impressão 3D de cerâmica totalmente viável para a produção AM. A Nanoe é uma empresa com sede na França que fornece cerâmicas técnicas de nível industrial para impressão 3D. É também a primeira a oferecer filamentos de cerâmica técnica (Zetamix). Conversamos com o CEO da Nanoe, Guillaume de Calan, para saber mais sobre a estratégia da Nanoe, como ela planeja tornar a impressão 3D de mesa em cerâmica viável e o enorme potencial de mercado para a impressão 3D em cerâmica.



Você pode nos falar sobre o Nanoe?

Somos um fornecedor de matéria-prima que produz pós e matéria-prima para a indústria cerâmica. Criamos a empresa há 10 anos e atendemos a vários setores diferentes, incluindo médico e aeroespacial. Essencialmente, fornecemos a essas indústrias as matérias-primas de que precisam para produzir peças com sucesso.

Também atendemos a uma variedade de aplicações onde são necessários materiais de alta tecnologia, com propriedades como alta resistência e alta temperatura e resistência à corrosão. Os semicondutores são um exemplo de tal aplicação.

Você mencionou algumas das diferentes indústrias que usam cerâmica. Você poderia expandir algumas das aplicações de seus materiais?

Posso dar-lhe dois exemplos. A primeira é na joalharia e relojoaria, onde existem algumas empresas que produzem anéis, relógios e outros tipos de joalharia de cerâmica. Eles estão interessados ​​na impressão 3D de cerâmica como forma de fazer protótipos, pequenas séries e para produção sob demanda.

A segunda é a indústria aeroespacial, onde existe um caso de uso massivo para cerâmica técnica. Eles são usados ​​para tudo, desde espelhos de observação a peças estruturais e telecomunicações. Com a indústria aeroespacial, uma das vantagens óbvias da impressão 3D em cerâmica, ou impressão 3D em geral, é a capacidade de reduzir o peso e a massa das peças que você está produzindo. Isso pode ser alcançado por meio da otimização da topologia, por exemplo. Quando você considera o custo de enviar um quilograma de material para a órbita, os benefícios da impressão 3D em cerâmica tornam-se imediatamente claros. Os potenciais clientes aeroespaciais estão, portanto, interessados ​​na possibilidade de produzir peças leves para fins de observação, peças estruturais, telecomunicações - basicamente tudo o que vai para um satélite.

Por que você decidiu fundar a Nanoe?

O Nanoe começou como um spin-off de um laboratório francês, onde tínhamos um processo de fabricação de nanomateriais para uso industrial. Mas logo reconhecemos a necessidade de focar em uma aplicação específica - e essa aplicação era a cerâmica técnica.

Quando fomos fundados, produzíamos matérias-primas para processos tradicionais como prensagem, moldagem por injeção, fundição e qualquer outro processo usado para a produção de peças cerâmicas. Não estávamos envolvidos em impressão 3D. No entanto, este ano, começamos a nos concentrar na tecnologia de impressão 3D. Nossos clientes têm processos tradicionais para modelar cerâmicas, mas cada vez mais desejam integrar processos de impressão 3D também.

Quais são os desafios envolvidos na impressão 3D de materiais cerâmicos?

Cerâmica para impressão 3D sempre envolve alguns desafios. Um desafio decorre do fato de que as cerâmicas são materiais de alta temperatura que não podem ser derretidos ou fundidos. Isso significa que os processos desenvolvidos para metais e plásticos não podem ser usados ​​diretamente para cerâmica.

Então temos que usar uma forma indireta para imprimir cerâmica em 3D:misturamos o pó com algum tipo de aglutinante, que pode ser termoplástico ou resina, por exemplo. Após a impressão 3D da peça, removemos o ligante e sinterizamos a própria peça. Este é um processo bastante complicado:por exemplo, você precisa garantir uma mistura homogênea entre a cerâmica e o ligante, garantindo o máximo possível de cerâmica. Você também precisa que essa mistura se comporte da mesma maneira que o plástico ou resina que está usando. Finalmente, você precisa ser capaz de queimar o aglutinante para manter apenas a cerâmica, e isso é um grande desafio.

Quais são as etapas de pós-processamento envolvidas?

Portanto, adaptamos nossos pós ao processo FDM, o que significa que podemos fazer filamentos de cerâmica com um aglutinante de plástico. Esses filamentos podem ser usados ​​com qualquer impressora FDM. Inevitavelmente, porém, algum pós-processamento será necessário, pois você precisa remover o aglutinante e sinterizar a cerâmica em temperaturas muito altas para solidificar a peça. E quando digo altas temperaturas, estamos falando de 1500 ℃ e acima.

Em termos de pós-processamento, existem pelo menos duas etapas. A primeira é a remoção química, em que mergulhamos uma peça em um solvente para remover o aglutinante ou pelo menos partes do aglutinante. A segunda é a etapa de sinterização, na qual sinterizamos uma peça em uma temperatura muito alta para produzir uma peça de cerâmica de alta densidade.

Por que você decidiu adaptar seus pós ao FDM? Você tem planos de expandir para outras tecnologias?

Do nosso ponto de vista como fornecedor de matéria-prima, o nosso objetivo é alcançar o maior número possível de clientes potenciais. Visto que FDM é a tecnologia de impressão 3D mais amplamente usada, decidimos começar por aí. Isso também torna a possibilidade de impressão 3D de mesa para cerâmica, o que é algo realmente novo, muito mais realizável.

Usar a impressão 3D de mesa para produzir cerâmica ainda não existe no momento. Embora existam algumas máquinas para produção industrial, elas exigem um investimento de capital muito alto e são muito voltadas para a produção, não para prototipagem rápida ou impressão de mesa. Nosso objetivo é mudar isso.

Mas, embora tenhamos começado com FDM, também estamos planejando mudar para outras tecnologias no futuro.

Como fazer você vê o mercado evoluindo para impressão 3D em cerâmica?

O mercado de impressão 3D em cerâmica ainda é muito novo. Na verdade, quando você olha para metais e plásticos, o mercado de cerâmica atualmente é muito pequeno. No momento, talvez haja menos de 10 empresas globalmente oferecendo sistemas de trabalho para cerâmica de impressão 3D, o que não é muito. A principal razão para isso é a natureza desafiadora da impressão 3D em cerâmica.

Dito isso, vemos um enorme potencial para a tecnologia no futuro. Podemos ver as aplicações de nossos clientes:fabricantes de cerâmica, usuários de cerâmica na indústria aeroespacial, luxo e algumas outras indústrias, estão realmente procurando usar esta tecnologia. Portanto, acreditamos que haverá um rápido desenvolvimento neste mercado.

Além disso, tenha em mente que a tecnologia é mais recente:em termos de evolução, a impressão 3D em cerâmica está provavelmente 10 a 15 anos atrás da impressão 3D em metal. Portanto, posso imaginar que em 10 anos teremos alcançado avanços significativos na impressão 3D de cerâmica para produção.

Onde a Nanoe se encaixa nesse cenário de mercado?

Em primeiro lugar, a nossa tecnologia é completamente nova. O processo mais comum para impressão 3D de cerâmica é baseado em estereolitografia, usando resinas fotossensíveis. Nossa tecnologia é diferente. Nossos materiais permitem que você produza peças de cerâmica com mais rapidez e peças maiores. Existem até algumas vantagens no tipo de geometrias que podemos produzir.

Também temos uma grande vantagem em comparação com outras soluções para impressão 3D em cerâmica:como somos fornecedores de matéria-prima, e não fabricante de máquinas, pretendemos adaptar nossas matérias-primas às máquinas existentes no mercado.

As soluções atuais no mercado de impressão 3D em cerâmica baseiam-se na premissa oposta:o desenvolvimento de novas máquinas para a impressão 3D de cerâmica. Esta é uma perspectiva muito diferente.

Utilizando a nossa abordagem, podemos chegar a uma gama mais ampla de pessoas que estão mais acostumadas ao conceito de impressão 3D de metais ou plásticos. Dessa forma, também podemos mostrar os benefícios da cerâmica de impressão 3D com mais facilidade.

Como você vê a evolução da manufatura aditiva nos próximos cinco anos?

Como tendência geral, estamos vendo uma mudança da prototipagem e teste para a produção de peças finais - peças que irão em aviões, em satélites, por exemplo.

A indústria brinca com a impressão 3D há muito tempo, principalmente para prototipagem e ferramental, mas sinto que há um grande desenvolvimento para as peças finais. Essa é a tendência principal que estamos vendo.

Mais alguma coisa que você gostaria de adicionar?

Tanto para a impressão 3D de cerâmica como de metal, vemos frequentemente que muitas empresas lutam para usar essas tecnologias. O custo de investir em uma máquina de impressão 3D de metal ou cerâmica ainda é muito alto - estamos falando de centenas de milhares, senão um milhão de euros em alguns casos.

Muitas empresas ainda estão apenas começando com essas tecnologias e ainda não desenvolveram um caso de uso claro. Eles só querem ver o que é possível com a tecnologia. Neste caso, cabe às PME (pequenas e médias empresas) justificar uma despesa tão grande.

É aqui que a Nanoe se encaixa:nossa visão é tornar a impressão 3D em cerâmica de mesa uma realidade. Com a nossa solução, pode começar a imprimir cerâmica com um investimento inferior a 10 mil euros. Acreditamos que é uma grande mudança.

Nosso próximo objetivo será conseguir o mesmo com os metais - ou seja, desenvolver uma solução para a impressão 3D de mesa de metais. Estaremos lançando isso no Formnext no próximo mês.

Para obter mais informações sobre o Nanoe, visite: https://www.nanoe.com .