はじめに： 2024年11月、Antarctic Bearは世界有数のセラミック3DプリントメーカーであるLithozから招待を受け、オーストリア本社を訪問してインタビューを行いました。 LITAOZHI は、光硬化型セラミック 3D 印刷製造 (LCM) 技術を活用し、セラミック 3D 印刷装置、セラミック スラリー、ソリューションを世界市場に提供しています。 Antarctic Bearが最も感銘を受けたのは、多くの人がまだセラミック3Dプリント技術の実現可能性に疑問を抱いていたときに、顧客がLitaozhiのセラミック3Dプリンターを使用して、実際の最終用途向けに毎年100万個以上のセラミック部品を製造し、真の大量生産アプリケーションを実現したことです。さらに驚くべきことは、LiTaoZhi社は発展の過程で、運営のために資金に大きく依存せず、完全に自社の技術と事業開発に依存して運営を支えてきたことです。これは世界の産業グレードの3Dプリンティング分野では珍しいことです。
△Li Tao Zhi セラミック 3D プリンター内部では、Li Tao Zhi のセラミック リソグラフィー積層造形 (LCM) 技術により、均一に分散したセラミック粒子を含む感光性樹脂を選択的に硬化させることで印刷および成形が行われます。セラミック粒子間のバインダーとしてフォトポリマーを使用し、高密度のグリーンセラミック体（その後、脱バインダーと焼結による後処理）の精密な製造を可能にします。その中核となるのは、最新の LED 技術を使用して各情報層を変換し、それを感光性樹脂に投影する特別に設計された画像システムです。このイメージング技術は、特殊な光学投影コンポーネントと組み合わせることで、非常に微細なディテールを備えた小さな構造を生成し、高精度、微細なディテール、高密度、高強度を備えたセラミック部品を 3D プリントすることができます。
△LCM技術概略図
10,000キロにわたって訪問されたセラミック3Dプリント工場は業界のリーダーです<br /> 南極熊は深センから北京を経由してオーストリアのウィーンに飛び、10時間以上、1万キロ近くの飛行を経て、11月15日午前6時にようやくウィーン空港に到着した。その後、李涛志中国地区責任者の楊紅毅氏とともに李涛志の新工場へ向かった。当時、同社の従業員はちょうど仕事を始めたところだった。
△李淘智セラミック3Dプリント工場の前にある2,000平方メートル以上のこの工場は、李淘智の巨額の投資と医療グレードの要件に基づいて建設されました。これは、Antarctic Bearがこれまでに見た中で最も専門的で厳格なセラミック3Dプリント工場です。特に、材料や光学機器の製造工場は、半導体・回路基板・医療工場と同様の要件があり、訪問前には十分な防護準備を行う必要があります。
「セラミック3Dプリントは、もはやサンプルを作るだけではありません。医療、工業、その他の分野のお客様が徐々に実際の生産アプリケーションに参入しており、当社の機器と材料もお客様の基準と要件に従って作られています」とヤン・ホンイーは述べています。
△靴カバー、白衣、ゴーグル、帽子を着用してください。厳格な守秘義務のため、工場内の見学は原則禁止されています。しかし、実際の実践的な経験を積むために、今回の李淘芝への旅行中、南極熊は工場内のすべての生産工場を訪問することができました。ただし、ほとんどの工場は見学のみで、写真撮影は禁止されていました。設備生産工場では、セラミック3Dプリンターが何台も並んで組み立てられており、その横には高さ10メートルを超える棚が密集しているのを南極熊は目にした。同社の事業が急速に発展したため、2、3年前に移転したばかりの新工場では、スペースを活用できるほどの広さがなくなっていた。
△李淘志のセラミック3Dプリンターにはユニークな革新がたくさんあり、独創的なデザインも多く、素晴らしいです。△工場には工業用レベルの空気循環システムがあり、特定の湿度、温度などのパラメータを維持できます。△紫外線が樹脂材料に与える影響を避けるために、材料生産工場では黄色のライトを使用しており、工場全体が少し黄色く見えます。セラミックスラリーの製造は非常に難しく、12種類以上の配合成分と複雑な操作手順が関係しています。李淘志工場では、専門的な記録と追跡を使用して、すべての材料ボトルを追跡できるようにし、樹脂とセラミックパウダーを混合する過程での攪拌速度、時間などの指標まで把握できるようにし、データ記録は少なくとも5年間保持します。安定した品質と均一な基準を確保するために、出荷前に各材料バッチの粘度やその他の指標がテストされます。現在、李淘志のセラミック材料はドイツのボッシュ・アドバンスト・セラミックスなどの顧客によって実際の生産に使用されており、出荷量は毎年大幅に増加しており、品質要求は非常に高くなっています。
セラミック 3D プリント業界に関する深い洞察<br /> 工場見学後、南極熊はウィーン工科大学近くにある李淘智が2011年に事業を開始したオフィスを訪れ、同社のCEOヨハネス・ホーマ氏と面会し、独占インタビューを行った。
特記事項: Li Tao Zhi の 2 人の創設者は、材料学のバックグラウンドを持つ Johannes Homa 博士 (左) と、機械学のバックグラウンドを持つ Johannes Benedikt 博士 (右) です。二人は博士課程時代の同級生であり、指導教員はセラミック3Dプリント分野の専門家です。この先見の明のあるメンターは、セラミック 3D プリンターの研究を行うために、材料と力学に優れたこの 2 人の学生を特に探し出しました。
△ Li Tao Zhiの共同創設者兼CEOのヨハネス・ホマ博士（左）とAntarctic Bearの共同創設者のリー・ハイシオン（右）
世界有数のセラミック 3D プリント会社の創設者である Homa 博士は、業界に関して独自の洞察力を持っており、その多くは Antarctic Bear の目を輝かせました。
産業用アプリケーションの検証には誠実でオープンな協力が必要であり、そうでなければ失敗しやすい。
セラミック 3D プリント技術には、印刷された部品に 0 点または 100 点しか採点できないという特徴があります。使用性を検証する際に、ひび割れ、寸法精度不足などの問題が発生すると、顧客は回復の余地がほとんどなく、3D プリント セラミックのプロセスのアイデアを簡単に放棄してしまいます。熱処理や機械加工などの効果的な後処理を施すことができる金属部品とは異なり、セラミック部品自体は後処理が困難です。産業応用の多くの機会が失われました。
セラミック 3D プリントの産業応用には、高品質の機器、材料、プロセス間の高度な調整が必要であり、そうでないと失敗が発生する可能性が高くなります。 LiTaoZhiにはすでに実際の量産に使用している顧客が多数おり、その中で最も設備を保有している顧客はすでに19台のセラミック3Dプリンターを所有しており、他の顧客も7台以上を所有している。出荷された全デバイスのうち、50% 以上が顧客によって再購入されています。これらの成功事例からどのような教訓を学ぶことができるでしょうか?
△ボッシュ・アドバンスト・セラミックスは、4台のCeraFab S65セラミック3Dプリンターを導入し、LithaLox 360アルミナ材料を使用して90ミクロン厚のセラミック絶縁スリーブ（低侵襲腹腔鏡装置用）を印刷しており、現在年間5万個を生産できる。
「セラミック3Dプリントの産業応用における最大の障害は、一部の顧客が設備を購入し、メーカーとの協力に全面的にオープンにならずに独自の研究を行っていることです。現在、当社の成功した顧客アプリケーションはすべて、基本的にオープンで綿密な協力を通じて開発されています。新技術の産業応用には、顧客をトレーニングし、一部のセラミック3Dプリント技術と製品をカスタマイズまたは設計する必要があります。」ホマ博士はアンタークティックベアに次のように語りました。「多くのソリューションについては、設計書を受け取っただけでは実現可能かどうかわかりません。一定の開発反復プロセスが必要です。顧客は、セラミック3Dプリントの分野での李淘智の専門知識と豊富な経験を利用して製品を開発しています。」専門家チームの李涛志は、顧客の特定分野の能力にも頼っています。両者の深い協力が必要で、完全に統合するには2年、場合によっては5年かかります。機器の販売の観点から見ると、これは不利であり、すぐに販売して収益を上げることはできません。しかし、長期的には、これは健全で持続可能なことです。検証に成功した後、セラミック3Dプリンターの実際の需要があり、購入量は1台だけでなく、2台、3台、さらにはそれ以上になり、セラミックスラリーの需要があり、さらにはセグメント全体がセラミック3Dプリント技術の使用に惹かれるからです。一般的に言えば、顧客がセラミック3Dプリントプロセスを理解して検証するには2年かかります。」
「しかし、中国はオーストリアからとても遠い。中国の産業ユーザーはどのようにしてオーストリアと深く協力できるのか？」とアンタークティック・ベアは尋ねた。
"The Chinese market is increasingly accepting of ceramic 3D printing, especially in scientific research and industrial applications. Li Tao Zhi is one of the first foreign ceramic 3D printing manufacturers to set up in China, and its business has covered the entire industry chain from academia to manufacturing. A few years ago, Li Tao Zhi also had a person in charge of the Chinese market, Yang Hongyi, who is responsible for the business in China. Li Tao Zhi will continue to be committed to expanding its influence in the global market, especially in the Chinese market. It has established its own Chinese brand name - Li Tao Zhi. The company plans to further expand its team in China, establish an application center, and strengthen cooperation with local customers." Dr. Homa said, "At present, Li Tao Zhi's best markets are the United States, Germany, China, Brazil, etc. The company has a total of more than 140 employees, which may be the largest number among global ceramic 3D printing peers. In Austria, there are complete ceramic 3D printing equipment, materials, software and other team resources, which can form a strong joint force to solve problems. It requires two-way running!"
セラミック 3D プリント、次の金属 3D プリント?
Antarctic Bearが中国市場、特にTCTやFormnextなどの展示会を観察したところ、セラミック3Dプリントに関わるメーカーの数は過去2年間で増加し始めており、多くのニッチ分野のユーザーが機器を購入してアプリケーションを試し始めており、これは数年前の金属3Dプリント分野に少し似ています。
「はい、セラミック 3D プリントは避けられない発展のトレンドです」と Homa 博士は述べています。「しかし、セラミック プリントの市場規模は金属プリントほど大きくなく、成熟度もはるかに低いです。現在はゆっくりと生産的なアプリケーションへと移行しつつあります。」
「セラミック材料は医療分野への応用に大きな可能性を秘めています。金属材料と比較すると、セラミック材料は生体適合性や耐腐食性において明らかな利点があります。これは、金属材料は使用中に大量の金属イオンを放出し、副作用を引き起こすのに対し、セラミックは酸化物状態であるため、自然状態によく適合し、より優れた代替材料になると期待されるためです。」ホーマ博士は、「医療機器へのセラミックの応用は、将来的に重要な成長ポイントとなるでしょう。」と述べました。
セラミック業界のユーザーはセラミック 3D プリントを受け入れる可能性が高くなるでしょうか?
「応用面では、セラミック業界は、ユーザーが粉末材料に精通しているという利点があります。」ホーマ博士の言葉には深い考えが込められています。
●伝統的な工業用セラミック業界では、セラミック粉末を原料として、特定の技術プロセスを使用して最終的に焼結セラミック部品を得ています。これは、3Dプリントの出発点と終点と同じです。3Dプリントセラミックは、印刷と成形のためにグリーンステージに感光性樹脂スラリーを追加するだけです。
●従来のセラミック加工でも、3Dプリントセラミックでも、後工程の熱処理と焼結が必要です。3Dプリントの密度などのパラメータが使用要件を満たしていれば、産業上の承認を得やすく、検証サイクルも金属ほど長くありません。
●しかしその一方で、セラミック業界は比較的保守的で、品質問題を恐れ、欠陥に対する許容度が低くなっています。
革新と品質で競争に立ち向かう
現在、セラミック 3D プリント メーカーがますます増え、業界内での競争がさらに激化しています。李涛志は独自の粘り強さと戦略を持っています。それは「革新+品質」です。新技術の探求、新しいアプリケーションの開発、設備や材料の品質など、すべてにおいて世界をリードしています。アンタークティック・ベアが彼らの工場を訪問した経験から判断すると、彼らは確かに業界の遥か先を進んでいます。
△2024年のFormnext展示会で、李淘志は海水中のリチウムを分離・精製するための3Dプリントセラミック膜を展示しました。この製品はイギリスのEvoveプロジェクトチームから生まれたもので、大きな利点があります。過去にはポリマー膜が使用されていましたが、海水の高い塩分濃度と腐食性により、ポリマーの関連機能が低下していました。従来のセラミック成形技術ではこの形状構造を製作することは困難ですが、3Dプリント技術では簡単に実現できます。
△ LiTaoZhiは、セラミック、金属、ポリマーなど、さまざまな材料の混合印刷を実現しました。高充填熱可塑性基板を一滴ずつ吐出し、充填レベル、多孔度、勾配、層の高さ、密度などのパラメータを自由に具体的に定義できます。
過去を基盤に前進し、新しい製品を発売します<br /> Antarctic Bearによると、ドイツで先日開幕した2024 Formnext展示会で、Li Taozhi氏は新型セラミック3Dプリンター「CeraFab System S320」を発表した。
CeraFab System S320 は、造形容積が 246 x 130 x 320 mm で、生産能力が大幅に向上しています。解像度 60 ミクロンの真の 4K 投影システムを搭載しており、中型セラミック部品の大規模生産向けのソリューションとして位置付けられており、高精度の CeraFab System S65 を完璧に補完します。
△LCMプリントアルミナガス分配（ALD）リング 半導体業界向けにAlumina Systems社が製造した15インチ（380 mm）アルミナガス分配リング。 Li Tao Zhi の LCM テクノロジーのおかげで、この高度な設計により、コンポーネントは軽量で薄肉の構造を持つようになり、生産効率は従来の方法で製造されたリングの 3 倍になりました。
△LCMプリントアルミナガス分配（ALD）リング 半導体業界向けにAlumina Systems社が製造した15インチ（380 mm）アルミナガス分配リング。 Li Tao Zhi の LCM テクノロジーのおかげで、この高度な設計により、コンポーネントは軽量で薄肉の構造を持つようになり、生産効率は従来の方法で製造されたリングの 3 倍になりました。
結論
この独占インタビューを通じて、私たちはLiTaoZhiのセラミック3Dプリント分野における成果と革新について深く理解できただけでなく、航空宇宙、医療、産業用途におけるこの技術の大きな可能性も知ることができました。市場の需要が拡大し続ける中、LiTaoZhi はセラミック 3D プリント技術の開発をリードし続け、さまざまな業界に優れたソリューションを提供していきます。今後、セラミック3Dプリンティングはより多くの分野で重要な役割を果たし、産業革新を促進する重要な力となることが期待されています。
Antarctic Bearは今後もこの分野の最新動向に注目し、より最先端の情報を読者の皆様にお伝えしていきます！
|
このトピックは、Polar Bear によって 2024-11-21 10:49 に追加されました。 |
