Vincent Poirier sobre la revolución de la impresión 3D en cerámica – CEO de Novadditive

Crédito de la imagen:Novadditive

En lo que respecta a la historia de la fabricación, el uso de la cerámica se remonta al principio:el artefacto cerámico más antiguo conocido data del 28.000 a.C. Hoy, sin embargo, este material está entrando en una nueva era; a través de su empleo como material imprimible en 3D, con nuevas posibilidades texturales y estructurales desplegándose ante nosotros. NOVADDITIVE, el primer centro especializado en la fabricación aditiva de cerámica, se sitúa a la vanguardia de esta revolución de materiales. Hablamos con Vincent Poirier, director ejecutivo de NOVADDITIVE, para explorar las propiedades únicas de las piezas cerámicas y el viaje que le espera al mercado de la cerámica AM.

¿Podrías contarme un poco sobre ti y cómo empezó tu interés por la cerámica?

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Tengo más de 30 años de experiencia en diversas industrias cerámicas, incluidas la cerámica clásica y técnica, y abarcando aplicaciones que van desde el arte, los artículos sanitarios y la investigación hasta la aeronáutica y la nuclear.

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En cuanto a la impresión cerámica en 3D, llevo más de 12 años involucrado. Vi que había una ausencia en el panorama de la impresión 3D:se pueden encontrar fácilmente piezas de plástico fabricadas aditivamente, y lo mismo ocurre con las piezas metálicas, pero es bastante difícil (si no imposible) encontrar una oficina de servicios que proporcione piezas de cerámica mediante impresión 3D. Después de tener esto en mente durante varios años, finalmente fundé NOVADDITIVE en 2020, con el objetivo de solucionar los problemas planteados por esta falta de servicio.

Concentrémonos en NOVADDITIVE, que es el primer centro especializado en la producción de piezas cerámicas mediante fabricación aditiva multiproceso. ¿Podrías contarme un poco más sobre eso?

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Somos una empresa industrial, no un laboratorio de fabricación, ni un fabricante de impresoras, sino una fábrica. Producir piezas personalizadas para personas que normalmente no tendrían acceso a la cerámica, o ni siquiera la considerarían un material para la impresión 3D, es el núcleo de lo que hacemos:estamos simplificando su camino de acceso.

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Ofrecemos la mayoría de las tecnologías disponibles para la impresión 3D de cerámica:de las cuatro grandes familias tecnológicas del mercado, ofrecemos tres (SLA, FFF y LDM), y la cuarta también llegará próximamente. Esto significa que podemos considerar casi todos los proyectos de AM que nos presentan. Además, podemos imprimir con la mayoría de las cerámicas compatibles con AM que existen:desde alúmina, circonio, ATZ, nitruro de silicio y aluminio y carburo de silicio, hasta cerámicas biocompatibles para aplicaciones técnicas, porcelana, cordierita-mullita y loza para aplicaciones clásicas. Esto significa que cada una de las tecnologías que poseemos se combina con un material adecuado. Como resultado, podemos proporcionar piezas a casi todos los clientes que buscan producción de piezas cerámicas. Como no estamos vinculados a ningún proveedor de tecnología o de impresoras específico, podemos elegir libremente los métodos de impresión que mejor se adapten a nuestros clientes y su mercado. Por ejemplo, diferentes tecnologías pueden manejar diferentes precisiones, dimensiones, geometrías y velocidades de impresión; hemos establecido un equilibrio de estas capacidades en las tecnologías que ponemos a disposición. Después de hablar con un cliente y observar sus requisitos, podemos determinar la tecnología y el material adecuados para él, según la precisión y el uso que especifique. Este tipo de conversaciones conforman nuestro trabajo diario.

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¿Cuáles son algunas de las aplicaciones más comunes de las cerámicas fabricadas aditivamente? ¿Hay algún caso de uso que le llame la atención?

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En los dos años transcurridos desde que fundé NOVADDITIVE, nuestra empresa ha recibido el interés de una amplia muestra representativa de mercados.

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Para empezar con un ejemplo particularmente interesante, producimos vajillas personalizadas para restaurantes de alta gama con estrellas Michelin, trabajando en estrecha colaboración con diseñadores de renombre para crear platos, platos y otras piezas culinarias personalizadas específicamente para el chef. Por otro lado, también tenemos clientes relacionados con la tecnología espacial. Algunas de las piezas cerámicas que producimos se utilizan como componentes estructurales en naves espaciales para mejorar el rendimiento de todo el vehículo. En estos entornos, donde las piezas deben poder soportar temperaturas más altas, o deben ser más pequeñas y ligeras, encontramos que la cerámica ofrece un gran material. Por ejemplo, la dilatación de algunas cerámicas específicas con cambios de temperatura es muy baja, adaptándose perfectamente a las condiciones volátiles del espacio.

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Verá, los procesos de impresión 3D en realidad pueden mejorar las propiedades de la cerámica, implementando geometrías complejas y tamaños más pequeños que de otro modo no serían posibles. Por ello, combinar este material con este método de fabricación puede resultar de gran utilidad en contextos de investigación. Nuestra impresión de cerámica permite a los investigadores descubrir nuevas geometrías y formas "inviables" en un tiempo más rápido.

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Ceramics AM también tiene aplicaciones en la creación de arte, así como para artículos de lujo. Es un mercado muy exigente que requiere una precisión extrema en la producción; podemos alcanzar las tolerancias muy precisas que necesitan. Al mismo tiempo, las industrias nuclear y de defensa son exigentes por razones muy diferentes:una vez más, podemos vincular las propiedades de la cerámica con las geometrías complejas desbloqueadas por la fabricación aditiva y ofrecer un valor importante a estos mercados.

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Aunque la cerámica AM a menudo se ha considerado más bien un nicho, Formext 2022 documentó una considerable expansión e interés en este espacio. ¿Qué está impulsando el creciente reconocimiento del valor de la cerámica como material imprimible?

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En términos generales, existen tres materiales que podemos imprimir:plásticos, metales y cerámicas. El mercado de los plásticos es el más grande, el de los metales un poco más pequeño y el de la cerámica el más pequeño de todos. Sin embargo, hay varios estudios que demuestran que la cerámica está empezando a ser más popular en este campo. Los fabricantes buscan cada vez más formas innovadoras de lograr un mayor rendimiento al diseñar y producir piezas nuevas. La cerámica ha sido bien conocida y utilizada durante muchos años, pero hoy en día las empresas, los investigadores y los departamentos de ingeniería están descubriendo que pueden alcanzar nuevas propiedades utilizándolas. El motor de esta tendencia no es la moda, sino el rendimiento. Ahora que se pueden imprimir, las cerámicas AM están dando respuesta a varios problemas que no se habían resuelto antes. Creo en las tendencias y los estudios por eso. Descubrimos que, con estos materiales, podremos descubrir más formas de mejorar el rendimiento. Todavía hay algunas dificultades. La cerámica la entienden mejor las personas usadas al uso de cerámica. Para las personas menos familiarizadas, siempre tenemos esta pregunta sobre la fragilidad de la cerámica:es una suposición cultural. Cuando consideramos objetos de porcelana, por ejemplo, casi siempre pensamos en su fragilidad. Sin embargo, si consideramos su constitución microscópica, ¡es mucho menos frágil que el vidrio! Además, la durabilidad de la cerámica está sujeta a desarrollo:en el ámbito técnico, por ejemplo, cerámicas como el circonio han experimentado grandes mejoras en cuanto a su resistencia. Esto permite que se utilicen en aplicaciones mecánicas exigentes y en marcas de gran lujo que producen miles de relojes increíbles.

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Parte del reloj fabricada con circonita negra por Novadditive. Crédito de la imagen:Novadditive

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El desafío aquí es incorporar departamentos de ingeniería que no entienden bien la cerámica a este mundo de la cerámica. Tienen la arraigada presunción de que el material es difícil de fabricar y se romperá fácilmente; todos los días y todas las semanas recibo preguntas al respecto. La solución, y el motor para impulsar aún más el uso industrial de la cerámica, es hacer que el conocimiento sobre la cerámica como material compatible con AM sea más accesible, tanto para los técnicos como para las personas interesadas en la impresión 3D. En primer lugar, la cerámica tiene una gama muy amplia de aplicaciones:se puede utilizar en cohetes espaciales, en electrónica, en energía nuclear, en ingeniería, en medicina, en todas partes. En segundo lugar, se pueden utilizar en FA no sólo para hacer pequeños prototipos, sino también para fabricar múltiples piezas, a escala de producción en series medianas e incluso en series grandes. Todo es posible.

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Esta es la brecha más importante a superar. Debemos mostrar a las personas que quizás aún no comprendan que sí, la impresión de cerámica en 3D es posible y que este uso de la tecnología puede abrir un amplio horizonte de posibilidades.

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Uno de tus artículos menciona cómo la humanidad ha estado utilizando la cerámica desde tiempos prehistóricos; incluso hoy en día, es increíble que todavía estemos aprendiendo cuánto puede hacer este material.

¿Qué le depara el próximo año a Novadditive?

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Se avecinan dos grandes iniciativas para nosotros. La impresión 3D se utiliza para fabricar grandes cantidades de piezas, siendo el plástico el material más adoptado actualmente. Con la cerámica ocurrirá lo mismo. Un día, en un departamento de ingeniería, alguien se despertará y querrá un lote de 500.000 piezas cerámicas que sólo es posible fabricar mediante impresión 3D. Ese día estará NOVADDITIVE. Nos estamos preparando instalando equipos industriales con capacidad para manejar la producción de piezas en grandes series. Por supuesto, siempre ofreceremos prototipos y servicios de series pequeñas, pero ampliaremos la gama de cantidades de piezas abiertas a nuestros clientes, permitiéndoles pedir cientos de miles de piezas, cuando llegue el momento. La segunda iniciativa implica nuestra aceleración de la I+D. Esto es importante. Como especialistas en impresión 3D, es fundamental que sigamos el lanzamiento de nuevas tecnologías y desarrollos de la industria. Al mismo tiempo, sin embargo, somos tanto ceramistas como fabricantes de AM, lo que significa que debemos escuchar las noticias sobre los nuevos materiales cerámicos y desarrollar nuevas recetas para usar en la producción. Tenemos que encontrar proveedores de materiales que puedan responder con mayor precisión a las demandas de nuestros clientes. Nuestros avances en I+D nos permitirán trabajar aún más estrechamente con nuestros clientes y seguir sus solicitudes con mayor atención. Esta investigación y desarrollo será un motor central para ampliar el alcance de nuestra actividad.

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