Entrevista con el experto:Guillaume de Calan, CEO de Nanoe, sobre el futuro de la impresión 3D de cerámica

La impresión 3D de cerámica sigue siendo un área relativamente nueva y a menudo pasada por alto de la fabricación aditiva. Sin embargo, la versatilidad del material hace que la impresión 3D de cerámica sea ideal para una variedad de casos de uso industrial, desde rodamientos y semiconductores hasta aplicaciones aeroespaciales y de joyería. Por lo tanto, no es de extrañar que ya se estén tomando medidas para que la impresión 3D de cerámica sea completamente viable para la producción de AM.

Nanoe es una empresa con sede en Francia que proporciona cerámica técnica de grado industrial para impresión 3D. También es el primero en ofrecer filamentos cerámicos técnicos (Zetamix). Hablamos con el CEO de Nanoe, Guillaume de Calan, para obtener más información sobre la estrategia de Nanoe, cómo planea hacer viable la impresión 3D de escritorio de cerámica y el enorme potencial de mercado para la impresión 3D de cerámica.

¿Puedes hablarnos sobre Nanoe?

Somos un proveedor de materia prima que produce polvos y materias primas para la industria de la cerámica. Creamos la empresa hace 10 años y prestamos servicios a diferentes industrias, incluidas la médica y la aeroespacial. Esencialmente, proporcionamos a estas industrias las materias primas que necesitan para producir piezas con éxito.

También atendemos una variedad de aplicaciones donde se necesitan materiales de alta tecnología, con propiedades como alta resistencia, alta temperatura y resistencia a la corrosión. Los semiconductores son un ejemplo de tal aplicación.

Ha mencionado algunas de las diferentes industrias que utilizan cerámica. ¿Podría ampliar algunas de las aplicaciones de sus materiales?

Puedo darte dos ejemplos. La primera es en joyería y relojería, donde hay algunas empresas que producen anillos de cerámica, relojes y otros tipos de joyería. Están interesados ​​en la impresión 3D de cerámica como una forma de hacer prototipos, series pequeñas y para producción bajo demanda.

El segundo es en la industria aeroespacial, donde hay un caso de uso masivo para la cerámica técnica. Se utilizan para todo, desde espejos de observación hasta piezas estructurales y telecomunicaciones.

Con la industria aeroespacial, una de las ventajas obvias de la impresión 3D de cerámica, o la impresión 3D en general, es la capacidad de reducir el peso y la masa de las piezas que está produciendo. Esto se puede lograr mediante la optimización de la topología, por ejemplo. Cuando se considera el costo de enviar un kilogramo de material a la órbita, los beneficios de la impresión 3D de cerámica se hacen evidentes de inmediato.

Por lo tanto, los clientes aeroespaciales potenciales están interesados ​​en la posibilidad de producir piezas ligeras con fines de observación, piezas estructurales, telecomunicaciones, básicamente cualquier cosa que vaya a un satélite.

¿Por qué decidiste fundar Nanoe?

Nanoe comenzó como un producto derivado de un laboratorio francés, donde teníamos un proceso para fabricar nanomateriales para uso industrial. Pero pronto nos dimos cuenta de la necesidad de centrarnos en una aplicación específica, y esta aplicación era la cerámica técnica.

Cuando fuimos fundados, producíamos materias primas para procesos tradicionales como prensado, moldeo por inyección, fundición y cualquier otro proceso utilizado para producir piezas cerámicas. No estábamos involucrados en la impresión 3D en absoluto. Sin embargo, este año hemos comenzado a concentrarnos en la tecnología de impresión 3D. Nuestros clientes tienen procesos tradicionales para dar forma a la cerámica, pero también quieren integrar cada vez más los procesos de impresión 3D.

¿Cuáles son los desafíos involucrados en la impresión 3D de materiales cerámicos?

La impresión de cerámica en 3D siempre implica algunos desafíos. Un desafío surge del hecho de que las cerámicas son materiales de muy alta temperatura que no se pueden fundir ni fusionar. Esto significa que los procesos desarrollados para metales y plásticos no se pueden utilizar directamente para la cerámica.

Entonces tenemos que utilizar una forma indirecta de imprimir cerámica en 3D:mezclamos el polvo con algún tipo de aglutinante, que puede ser termoplástico o resina, por ejemplo. Después de imprimir en 3D la pieza, retiramos el aglutinante y sinterizamos la pieza. Este es un proceso bastante complicado:por ejemplo, es necesario asegurar una mezcla homogénea entre la cerámica y el aglutinante, asegurando la mayor cantidad de cerámica posible. También necesitas que esta mezcla se comporte de la misma manera que el plástico o la resina que estás usando. Finalmente, debe poder quemar el aglutinante para conservar solo la cerámica, y esto es todo un desafío.

¿Cuáles son los pasos de posprocesamiento involucrados?

Por eso hemos adaptado nuestros polvos al proceso FDM, lo que significa que podemos hacer filamentos de cerámica con un aglutinante de plástico. Estos filamentos se pueden utilizar con cualquier impresora FDM. Sin embargo, es inevitable que se necesite un procesamiento posterior, ya que es necesario quitar el aglutinante y sinterizar la cerámica a temperaturas muy altas para solidificar la pieza. Y cuando digo altas temperaturas, estamos hablando de 1500 ℃ y más.

En términos de posprocesamiento, hay al menos dos pasos. La primera es la desaglomeración química, en la que sumergimos una pieza en un disolvente para eliminar el aglutinante o al menos partes del aglutinante. El segundo es el paso de sinterización en el que sinterizamos una pieza a una temperatura muy alta para producir una pieza cerámica de alta densidad.

¿Por qué ha decidido adaptar sus polvos a FDM? ¿Tiene planes de expandirse a otras tecnologías?

Desde nuestra perspectiva como proveedor de materia prima, nuestro objetivo es llegar a la mayor cantidad posible de clientes potenciales. Dado que FDM es la tecnología de impresión 3D más utilizada, decidimos empezar por ahí. Esto también hace que la posibilidad de la impresión 3D de escritorio para cerámica, que es algo realmente nuevo, sea mucho más alcanzable.

El uso de la impresión 3D de escritorio para producir cerámica no existe en este momento. Si bien hay algunas máquinas para la producción industrial, estas requieren una inversión de capital muy alta y están muy orientadas a la producción, no a la creación rápida de prototipos o la impresión de escritorio. Nuestro objetivo es cambiar esto.

Pero aunque comenzamos con FDM, también planeamos pasar a otras tecnologías en el futuro.

¿Cómo ¿Ve el mercado evolucionando para la impresión 3D de cerámica?

El mercado de la impresión 3D de cerámica es todavía muy nuevo. De hecho, cuando nos fijamos en metales y plásticos, el mercado de la cerámica es actualmente bastante pequeño. Por el momento, quizás haya menos de 10 empresas en todo el mundo que ofrecen sistemas de trabajo para cerámica de impresión 3D, que no es mucho. La razón principal de esto es la naturaleza desafiante de la impresión 3D de cerámica.

Habiendo dicho eso, vemos un enorme potencial para la tecnología en el futuro. Podemos ver las aplicaciones de nuestros clientes:los fabricantes de cerámica, los usuarios de cerámica en la industria aeroespacial, el lujo y algunas otras industrias, realmente están buscando utilizar esta tecnología. Por eso creemos que habrá una rápida evolución en este mercado.

Además, tenga en cuenta que la tecnología es más reciente:en términos de evolución, la impresión 3D de cerámica está probablemente de 10 a 15 años por detrás de la impresión 3D de metal. Así que puedo imaginar que en 10 años habremos alcanzado avances significativos en la impresión 3D de cerámica para producción.

¿Dónde encaja Nanoe en este panorama de mercado?

En primer lugar, nuestra tecnología es completamente nueva. El proceso más común para la impresión 3D de cerámica se basa en la estereolitografía, utilizando resinas fotosensibles. Nuestra tecnología es diferente. Nuestros materiales le permiten producir piezas cerámicas más rápido y hacer piezas más grandes. Incluso existen algunas ventajas en el tipo de geometrías que podemos producir.

También tenemos una gran ventaja en comparación con otras soluciones para la impresión 3D de cerámica:dado que somos un proveedor de materias primas, no un fabricante de máquinas, nuestro objetivo es adaptar nuestras materias primas a las máquinas existentes en el mercado.

Las soluciones actuales en el mercado de la impresión 3D de cerámica se basan en la premisa opuesta:desarrollar nuevas máquinas para imprimir cerámica en 3D. Ésta es una perspectiva muy diferente.

Al utilizar nuestro enfoque, podemos llegar a una gama más amplia de personas que están más acostumbradas al concepto de impresión 3D de metales o plásticos. De esta manera, también podemos mostrar los beneficios de la cerámica de impresión 3D con mayor facilidad.

¿Cómo cree que evolucionará la fabricación aditiva en los próximos cinco años?

Como tendencia general, estamos viendo un cambio de la creación de prototipos y las pruebas a la producción de piezas finales, piezas que irán en aviones, en satélites, por ejemplo.

La industria ha estado jugando con la impresión 3D durante mucho tiempo, particularmente para la creación de prototipos y herramientas, pero creo que hay un gran desarrollo para las piezas finales. Esa es la tendencia clave que estamos viendo.

¿Algo más que desee agregar?

Para la impresión 3D de cerámica y metal, a menudo vemos que muchas empresas luchan por utilizar estas tecnologías. El costo de invertir en una máquina de impresión 3D de metal o cerámica sigue siendo muy alto:estamos hablando de cientos de miles, si no un millón de euros en algunos casos.

Muchas empresas todavía están comenzando con estas tecnologías y aún no han desarrollado un caso de uso claro. Solo quieren ver lo que es posible con la tecnología. En este caso, corresponde a las pymes (pequeñas y medianas empresas) justificar un gasto tan elevado.

Aquí es donde encaja Nanoe:nuestra visión es hacer realidad la impresión 3D de cerámica de escritorio. Con nuestra solución puedes empezar a imprimir cerámica con una inversión inferior a los 10 mil euros. Creemos que es un gran cambio.

Nuestro próximo objetivo será lograr lo mismo con los metales, es decir, desarrollar una solución para la impresión 3D de metales de escritorio. Lanzaremos esto en Formnext el próximo mes.

Para obtener más información sobre Nanoe, visite: https://www.nanoe.com .