Vincent Poirier sobre a revolução da impressão 3D na cerâmica – CEO da Novadditive

Crédito da imagem:Novadditive

No que diz respeito à história da fabricação, o uso da cerâmica remonta aos primórdios, com o artefato cerâmico mais antigo conhecido datando de 28.000 aC. Hoje, porém, este material está entrando numa nova era; através do seu emprego como material imprimível em 3D, com novas possibilidades texturais e estruturais se desdobrando diante de nós. NOVADDITIVE, o primeiro centro especializado na fabricação aditiva de cerâmica, está na vanguarda desta revolução de materiais. Conversamos com Vincent Poirier, CEO da NOVADDITIVE, para explorar as propriedades únicas das peças cerâmicas e a jornada que o mercado de cerâmica AM tem pela frente.

Você poderia me contar um pouco sobre você e como começou seu interesse pela cerâmica?

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Crédito da imagem:Novadditive

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Tenho experiência de mais de 30 anos em diversas indústrias cerâmicas, incluindo cerâmica clássica e técnica, e abrangendo aplicações que vão desde arte, louças sanitárias e pesquisa até aeronáutica e nuclear.

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Em termos de impressão 3D de cerâmica, estou envolvido há mais de 12 anos. Percebi que havia uma ausência no cenário da impressão 3D - você pode facilmente encontrar peças plásticas fabricadas aditivamente, e o mesmo se aplica a peças metálicas, mas é bastante difícil (se não impossível) encontrar uma agência de serviços que forneça peças cerâmicas por meio de impressão 3D. Depois de vários anos com isso em mente, finalmente fundei a NOVADDITIVE em 2020, com o objetivo de solucionar os problemas levantados por esta falta de serviço.

Vamos nos aprofundar no NOVADDITIVE, que é o primeiro centro especializado na produção de peças cerâmicas por meio de fabricação aditiva multiprocesso. Você poderia me contar um pouco mais sobre isso?

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Somos uma empresa industrial - não um Fab Lab, não um fabricante de impressoras, mas uma fábrica. Produzir peças personalizadas para pessoas que normalmente não teriam acesso à cerâmica, ou mesmo a considerariam como material para impressão 3D, está no centro do que fazemos - estamos simplificando o seu caminho de acesso.

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Oferecemos a maioria das tecnologias disponíveis para impressão 3D em cerâmica - das quatro grandes famílias de tecnologia no mercado, oferecemos três (SLA, FFF e LDM), com a quarta chegando também em breve. Isso significa que podemos considerar quase todos os projetos de AM que nos são apresentados. Além disso, somos capazes de imprimir com a maioria das cerâmicas compatíveis com AM existentes - estas podem variar de alumina, zircônia, ATZ, silício e nitreto de alumínio e carboneto de silício, até cerâmicas biocompatíveis para aplicações técnicas, até porcelana, cordierita-mulita e faiança para aplicações clássicas. Isto significa que cada uma das tecnologias que possuímos é combinada com um material adequado. Como resultado, podemos fornecer peças para quase todos os clientes que buscam a produção de peças cerâmicas. Como não estamos vinculados a nenhum fornecedor de tecnologia ou impressora específico, podemos escolher livremente os métodos de impressão que melhor se adequam ao nosso cliente e ao seu mercado. Por exemplo, diferentes tecnologias podem lidar com diferentes precisões, dimensões, geometrias e taxas de impressão – estabelecemos um equilíbrio destas capacidades nas tecnologias que disponibilizamos. Depois de conversar com um cliente e observar suas necessidades, somos capazes de determinar a tecnologia e o material corretos para ele, dependendo da precisão e do uso que ele especifica. Esse tipo de conversa constitui nosso trabalho diário.

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Quais são algumas das aplicações mais comuns de cerâmicas fabricadas aditivamente e há algum caso de uso que se destaca para você?

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Nos dois anos desde que fundei a NOVADDITIVE, nossa empresa recebeu o interesse de uma ampla gama de mercados.

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Para começar com um exemplo particularmente interessante, produzimos talheres personalizados para restaurantes de alta gama com estrelas Michelin, trabalhando em estreita colaboração com designers conhecidos para criar pratos, pratos e outras peças culinárias personalizadas especificamente para o chef. Por outro lado, porém, também temos clientes envolvidos em tecnologia espacial. Algumas das peças cerâmicas que produzimos são utilizadas como componentes estruturais em naves espaciais para melhorar o desempenho de todo o veículo. Nestes ambientes, onde as peças devem ser capazes de suportar temperaturas mais elevadas, ou devem ser menores e mais leves, descobrimos que a cerâmica oferece um excelente material. Por exemplo, a dilatação de algumas cerâmicas específicas com mudanças de temperatura é muito baixa, adaptando-se perfeitamente às condições voláteis do espaço.

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Veja bem, os processos de impressão 3D são realmente capazes de aprimorar as propriedades da cerâmica, implementando geometrias complexas e tamanhos menores que de outra forma não seriam possíveis. Como resultado, combinar este material com este método de fabricação pode ser muito útil em contextos de pesquisa. Nossa impressão de cerâmica permite que os pesquisadores descubram novas geometrias e formas “inviáveis” em um tempo mais rápido.

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A Cerâmica AM também tem aplicações na criação de arte, bem como em artigos de luxo. É um mercado muito exigente, que exige extrema precisão na produção - conseguimos atingir as tolerâncias muito precisas que necessitam. Ao mesmo tempo, as indústrias de defesa e nuclear estão a exigir por razões muito diferentes - mais uma vez, podemos ligar as propriedades da cerâmica às geometrias complexas desbloqueadas pela produção aditiva e proporcionar um valor importante a estes mercados.

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Embora a cerâmica AM tenha sido frequentemente considerada mais um nicho, o Formext 2022 documentou uma expansão e um interesse consideráveis no espaço. O que está impulsionando o crescente reconhecimento do valor da cerâmica como material imprimível?

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Crédito da imagem:Novadditive

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Existem basicamente três materiais que podemos imprimir – plásticos, metais e cerâmica. O mercado de plásticos é o maior, o mercado de metais um pouco menor e o mercado de cerâmica o menor de todos. No entanto, existem vários estudos que mostram que a cerâmica está começando a se tornar mais popular na área. Os fabricantes procuram cada vez mais formas inovadoras de alcançar um desempenho superior ao projetar e produzir novas peças. A cerâmica é bem conhecida e utilizada há muitos anos, mas hoje empresas, pesquisadores e departamentos de engenharia estão descobrindo que podem alcançar novas propriedades ao utilizá-la. O motor desta tendência não é a moda – é o desempenho. Agora que podem ser impressas, as cerâmicas AM estão fornecendo uma resposta para vários problemas que não foram resolvidos antes. Acredito nas tendências e nos estudos por causa disso. Descobrimos que, com estes materiais, seremos capazes de descobrir mais formas de melhorar o desempenho. Ainda existem algumas dificuldades. A cerâmica é melhor compreendida por pessoas que estão usadas ao uso de cerâmica. Para as pessoas menos familiarizadas, sempre tivemos esta questão sobre a fragilidade da cerâmica - é uma suposição cultural. Quando consideramos artefactos de porcelana, por exemplo, pensamos quase sempre na sua fragilidade. Porém, se considerarmos a sua constituição microscópica, é muito menos frágil que o vidro! Além disso, a durabilidade da cerâmica está sujeita a desenvolvimento - no domínio técnico, por exemplo, cerâmicas como a zircónia sofreram grandes melhorias em termos da sua resiliência. Isso permite que sejam usados ​​em aplicações mecânicas exigentes e por marcas de alto luxo que produzem milhares de relógios incríveis.

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Parte do relógio feita com zircônia preta pela Novadditive. Crédito da imagem:Novadditive

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O desafio aqui é trazer departamentos de engenharia que não entendem bem de cerâmica para este mundo da cerâmica. Eles têm uma suposição arraigada de que o material é difícil de fabricar e quebrará facilmente – todos os dias e todas as semanas recebo perguntas sobre isso. A solução, e o impulsionador para impulsionar ainda mais o uso industrial da cerâmica, é tornar o conhecimento sobre a cerâmica como um material compatível com AM mais acessível, tanto para técnicos como para pessoas interessadas em impressão 3D. Em primeiro lugar, a cerâmica tem uma ampla gama de aplicações - você pode usá-la em foguetes espaciais, na eletrônica, na energia nuclear, na engenharia, na medicina, em qualquer lugar. Em segundo lugar, eles podem ser usados ​​em AM não apenas para fazer pequenos protótipos, mas para fabricar peças múltiplas, em escala de séries médias e até mesmo de produção em lotes de grandes séries. Tudo é possível.

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Esta é a lacuna mais importante a superar. Devemos mostrar às pessoas que ainda não entenderam que sim, a impressão 3D de cerâmica é possível e que esse uso da tecnologia pode abrir um amplo horizonte de possibilidades.

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Um de seus artigos menciona como a humanidade tem usado a cerâmica desde os tempos pré-históricos. Ainda hoje, é incrível que ainda estejamos aprendendo o quanto esse material pode fazer.

O que o próximo ano reserva para a Novadditive?

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Há duas grandes iniciativas surgindo para nós. A impressão 3D é utilizada para a confecção de grandes quantidades de peças, sendo o plástico o material mais adotado para isso atualmente. Para a cerâmica acontecerá a mesma coisa. Um dia, num departamento de engenharia, alguém vai acordar e querer um lote de 500 mil peças cerâmicas que só podem ser feitas por impressão 3D. Nesse dia, a NOVADDITIVE estará presente. Estamos nos preparando instalando equipamentos industriais com capacidade para produção de peças em grandes séries. É claro que sempre ofereceremos protótipos e serviços de pequenas séries, mas ampliaremos a gama de quantidades de peças abertas aos nossos clientes, permitindo-lhes encomendar centenas de milhares de peças, sempre que esse dia chegar. A segunda iniciativa envolve a nossa aceleração de P&D. Isto é importante. Como especialistas em impressão 3D, é fundamental acompanharmos o lançamento de novas tecnologias e desenvolvimentos da indústria. Ao mesmo tempo, porém, somos tanto ceramistas quanto fabricantes de AM, o que significa que devemos ouvir as notícias sobre materiais cerâmicos recém-lançados e desenvolver novas receitas para usar na produção. Temos que encontrar fornecedores de materiais que possam atender às demandas de nossos clientes com ainda mais precisão. Nossos avanços em P&D nos permitirão trabalhar ainda mais de perto com nossos clientes e atender suas solicitações com ainda mais atenção. Esta investigação e desenvolvimento será um motor essencial para a abertura do âmbito da nossa actividade.

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