Lithozの創設者、Homa博士: セラミック3Dプリントの革新的な研究開発と大量応用

2023年9月12日、TCTアジア3Dプリント展が上海で開幕しました。国内3Dプリント分野の主要展示会として、世界中の3Dプリントメーカーから支持され、社会からも広く注目を集めています。オーストリアのセラミック 3D プリントメーカー Lithoz が展示会に参加し、セラミック 3D プリンター CeraFab S65 とセラミックアプリケーションを現地で実演しました。

展示会期間中、Antarctic Bear は Lithoz の CEO である Johannes Homa 博士と独占インタビューを行い、この世界をリードするセラミック 3D プリントメーカーの技術、製品、アプリケーションにおける最新の成果について学びました。

△ 李涛志の創始者ヨハネス・ベネディクト博士（左）とヨハネス・ホマ博士（右）

Antarctic Bearによると、Lithozは2011年にヨハネス・ホマ博士とヨハネス・ベネディクト博士によって設立されました。当初、彼らは高品質のセラミック3Dプリント製品を提供することを会社の目標に設定し、顧客と積極的に協力してセラミック材料の開発を促進しました。ウィーン工科大学の小さなガレージから始まった同社は、現在では世界のセラミック3Dプリント機器および材料市場をリードする企業に成長し、Li Tao Zhiのセラミック3Dプリント技術を利用する顧客は世界中に広がっています。この期間に彼らはどのような洞察を得たのでしょうか? セラミック 3D プリントに対する理解はどのように変化したのでしょうか? また、中国市場をどのように見ているのでしょうか?

△Litaozhiのセラミック3Dプリンター「CeraFab S65」の内部構造
加工が難しいセラミック材料の3Dプリント

ホーマ博士は南極熊に次のように語った。「設立以来12年間、李淘智は一連の新技術と新材料を継続的に開発してきました。業界標準を満たすセラミック3Dプリント技術を提供することで、セラミック3Dプリント業界全体が徐々にさまざまな業界に定着するように導いてきました。」2022年、李淘智は最新のLISプリント技術（レーザー誘起射出成形技術）と、この技術を搭載したセラミック3DプリンターCeraMax Vario V900をリリースしました。この技術は、有機バインダー含有量が 2 ～ 3% と低い水ベースのスラリーを使用します。最大 40 mm の壁厚を持つ高密度の大型セラミック部品を製造できるため、セラミック製造技術における新たなブレークスルーとなります。

さらに重要なことは、LIS 技術は、アルミナやジルコニアなどの工業用セラミック製造で頻繁に使用される材料、さらには窒化ケイ素や炭化ケイ素などのセラミックも直接処理できることです。「私たちは業界のニーズを認識し、この材料を扱える印刷プロセスの開発に尽力しました」とホーマ博士は語った。

△ LISプロセスで印刷されたセラミック部品
セラミック3Dプリントは大量応用に向かっている

当初、3D プリント技術は主に試作品の製造に使用されていましたが、現在ではこの技術は大量生産と応用へと移行しており、セラミック 3D プリント技術も同様の開発傾向をたどっています。ヨハネス・ホマ博士は次のように語っています。「セラミック 3D プリントは現在、航空宇宙、医療、特定の過酷な作業条件などの産業分野で柔軟に使用されています。これらの業界では、高品質と高い再現性が重要な要件であり、まさにそれがセラミック 3D プリントの利点です。3D プリントされた鋳造セラミックコアは現在、航空宇宙分野で重要な用途となっています。3D プリントにより、より複雑な設計を実現できます。これらのセラミックコアは、従来の方法で製造されたセラミックコアよりも優れた鋳造特性を備えています。」

△ 李涛志のパートナーであるシュタインバッハAGが開発したダヴィンチ手術ロボット用のセラミックプリント部品。「セラミックの非常に望ましい材料特性と3Dプリントで実現可能な設計の自由度を組み合わせることで、金属やポリマーよりも耐久性のある高性能の複雑な部品を製造できます。李涛志は、今日さまざまな業界が直面しているすべての技術的ボトルネックの問題には、将来のソリューションに必然的にセラミック3Dプリント部品が含まれると固く信じています。なぜなら、この技術の革命的な性質を目の当たりにしてきたからです。セラミック3Dプリントは従来、主にラピッドプロトタイピングに使用されると考えられてきましたが、当社の技術は工業グレードの大量生産に簡単に拡張できます。たとえば、革新的なパートナーであるシュタインバッハAGは、李涛志の技術サポートを受けて、年間12,000個の部品の生産能力を開発しました。」

医療用途とセラミック/金属複合材3Dプリント

医療用途の面では、セラミック 3D プリントには、格子ネットワーク構造を使用して生体吸収性部品を設計および製造できるという独自の利点もあります。人体に移植されると、このネットワーク内で天然の骨が成長し、治癒速度が向上します。その結果、セラミック 3D プリントは医療および歯科市場でも急速に成長しており、2017 年からは高品質の 3D プリント生体吸収性インプラントが人間に使用されています。これらのインプラントは骨の多孔質構造を模倣しており、徐々に体内に吸収されるため、2 回目の侵襲的な手術の必要性がなくなります。

△ 李淘志の生体吸収性セラミック印刷材料 HA 480（ハイドロキシアパタイト）
LiTaoZhi のセラミック 3D 印刷技術のもう 1 つの強力な利点は、セラミックと金属を 1 つのデバイスで組み合わせることで、マルチマテリアル統合印刷を実行できることです。

△セラミックスと金属の複合印刷
セラミック3Dプリントの開発における付加的思考の課題

セラミック 3D プリント技術の開発で直面した課題について、Homa 博士は次のように述べました。「私たちが直面している最大の課題は、市場全体から来ています。セラミック 3D プリントには、従来の製造とはまったく異なる設計コンセプトが必要であり、エンジニアは考え方を変える必要がありますが、これは克服するのが非常に困難です。金属やポリマーと比較すると、セラミックは一般的に使用される材料ではないため、人々が新しいことに挑戦すると、いくつかの障害に直面します。今日、人々はセラミックの優れた材料特性を徐々に認識しています。高品質で強力なセラミック部品を製造し、これらの部品を製造するための技術、材料、ソフトウェア、サポートを提供することで、業界はセラミック 3D プリントの可能性を確信するようになりました。」

△従来の製造業の設計思想を打破する画期的な革新的製品
LiTaoZhiの戦略目標

セラミック 3D プリント技術がユーザーに受け入れられるにつれて、この分野に参入する企業がますます増えています。今回の TCT 展示会では、多くのセラミック 3D プリントメーカーが見られました。では、Li Taozhi 氏はこの状況をどのように見ているのでしょうか?ホーマ博士は次のように語っています。「市場にこれほど多くのセラミック 3D 印刷技術が存在するのは素晴らしいことです。1 つの技術ですべてのニーズを満たすことはできませんが、市場が産業グレードの品質基準を満たすことも望んでいます。残念ながら、一部のメーカーは品質を最優先に考えておらず、セラミック 3D 印刷技術の評判を実際に損なっています。私たちは業界のベンチマークを設定することで、業界全体を前進させています。高品質で強力なセラミック部品を製造し、これらの部品を製造するための技術、材料、ソフトウェア、サポートを提供することで、セラミック 3D 印刷製品技術は今やその利点を実証しています。そして、Li Taozhi 技術を使用した当社のパートナーの成功により、業界はセラミック 3D 印刷の能力を確信するようになりました。」

△2022年に投資された李淘智の新製品生産拠点中国市場について、ホーマ博士は次のように述べた。「中国は、欧州以外で当社が機器を納入する最初の国です。ここには、科学研究や教育だけでなく、製造、特に医療や産業用途の分野でも大きな可能性があります。」当社は現在、中国に独自の公式ホームページ（www.lithoz.cn）とWeChatパブリックアカウントを開設しており、今後数年間で中国での事業を大幅に拡大する予定です。当社は中国市場について非常に楽観的であり、あらゆる協力の機会を歓迎します。今後数年間で、セラミック印刷アプリケーションが中国でさらに導入され、中国市場でも欧米市場と同様の成功を収めることが期待されます。

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