インタビュー: ETHチューリッヒスタート

Jul 11, 2023

「私たちは工業規模のシリコン 3D プリンティングを大衆市場にもたらす能力を持っています。」

サム・デイヴィス著

2018 年 9 月 25 日

09:00

スペクトロプラスト AG

Spectroplast によって印刷されたソフト ロボット アプリケーション。

複数の垂直市場の生産ニーズを満たすことを目的とした SLA 3D プリンティング シリコーン サービスが、スイスのチューリッヒで開始されました。

スペクトロプラスト AGからスピンアウトされましたイーサリアムチューリッヒシリコーン樹脂の 5 年間の研究開発の後、そのタイムライン内で 18 ～ 24 か月かけてハードウェア側に取り組みました。 同社は、材料科学の博士号取得者から起業家としての名声に至るまで、学際的な経験と専門知識を持つ 4 人組によって設立されました。 しかし、同社は工業規模のシリコン 3D プリンティングを実現する手段を持っており、そうすることで多くのクライアントに高品質の製品を提供できると考えているグループです。

このサービスを支えているのは、市場の他の製品と同等の VAT 光重合プロセスと特許出願中の材料技術であり、その複雑な詳細は同社の口の閉ざされた階層構造の陰で秘密にされています。 CEO兼共同創設者のマヌエル・シャフナー氏が明らかにしたのは、シリコーン樹脂に添加剤を加えた後、プリントプラットフォームがシリコーンの表面まで樹脂タンク内に下がり、ワイパーがシリコーンの薄膜をプラットフォーム上に分割するということだけだ。各層ごとに、硬化が必要な領域に光が照射され、そのプロセスが繰り返されることで、使用可能なシリコン部品が形成されます。

これはシリコンを使用した代替製造方法です。 従来、シリコーン製品は射出成形で製造されてきましたが、フリップデザインそしてワッカー積層造形分野では、軟質材料の 3D プリンティングをサポートする技術を開発した企業の 1 つです。 フリップデザインズピクシマこの方法では、ベース シリコーン オイルを使用し、柔らかさを決定するために架橋剤を添加し、次に 0.2 mm の開口部を通して触媒を添加してシリコーンのサブ表面を重合させることにより、室温加硫 (RTV) シリコーン ゴムを印刷します。 一方、ワッカー氏はドロップオンデマンドプロセスを使用しており、UV光で硬化を活性化する前に、建築プラットフォーム上にシリコーンボクセルを堆積させて均一な表面を形成するプリントを採用している。

スペクトロプラスト AG

モデルは Spectroplast によってシリコンで 3D プリントされました。

シャフナー氏によれば、スペクトロプラストの方法は金型の必要性を排除し、シリコーン印刷の典型的な課題のいくつかを回避します。 SLA テクノロジーであるため、ほぼデフォルトで、印刷精度も大幅に向上します。

「シリコーンを印刷する際には、主に 2 つの課題があります」と彼は語った。TCT 。 「1 つ目は、シリコーンの粘度が非常に高いということです。これは、シリコーンがゲルのように挙動し、実際には広がりたがらないことを意味します。3D プリンティングに利用できるようにするには、広がることが本質的に非常に重要です。2 つ目の課題は、シリコーンは通常、高温で固化します。また、粘度、およびシリコーンに必要な高温固化または架橋の両方が、3D プリンティングにとって本質的な課題です。当社の特許取得済みの技術を使用すると、これらの制限を克服でき、業界標準を作成できるようになります。金型を使わずに3Dプリントできる高精度のシリコンです。」

シリコン印刷プラットフォームのもう 1 つの利点は、拡張性の余地があることです。 現在、Spectroplast は、30 x 50 x 200 mm にわたる構築機能を備えた唯一の機械を持っています。 この計画では、SLA システムの数を増やすだけでなく、構築面積も当初は 300 x 450 x 200 mm に、将来的にはおそらく市場最大の SLA プリンタよりも大きくなる予定です。 これは、シリコーン製品の大量積層造形のための真のオプションを提供するという同社の野望に反映されており、年末までに Spectroplast はそのビジョンの実現に一歩近づくことが期待されています。

一方、同社は材料に対するアプローチにも優れており、同社の SLA プリンタは、Shore A 00 ～ 30 から Shore A 80 までのすべてのショア硬度のシリコーン材料をサポートできます。つまり、ゲル靴のインソールと同じくらい柔らかい部品を印刷できます。タイヤのトレッドや靴のかかとと同じくらい硬い部分。 Spectroplast は顧客と協力して、顧客が何を必要としているのかを包括的に理解し、それらの要件に基づいてシリコーン材料をカスタマイズすることを目指しています。 最初からこうです。

スペクトロプラスト AG

「私たちは多くの業界と話し合うことから始めましたが、目標は常に 3D プリンティングに利用できる材料の範囲を拡大することです」とシャフナー氏は述べました。 「そして、我々はソフトエラストマー面が現時点では不足していることに気づき、そこからこれに取り組み始めました。」

これらの市場には、柔軟性と格子構造を印刷できる機能が大きな利点となるソフトロボットや航空宇宙、あるいはシリコーンの柔らかさが役立つスポーツウェア、履物、ベビーケア分野が含まれます。 他の用途は、ウェアラブル、子供用玩具、エンターテインメント分野で見られることが予想されます。 シリコーン市場は、今後 5 年程度で総額 180 億ドルを超えると予想されています。 「あなたの想像力が終わりです」とシャフナー氏は叫んだ。 実際のところ、このベンチャーが最終的に最大の影響を与えることになるのは、数十億ドルのうちの18分の1以上を占める医療分野になる可能性が高い。

同社は ISO 10993-5 と ISO 10993-10 の認証を取得しており、それぞれその素材が安全な毒性と皮膚刺激性を備えていないことを証明しています。 したがって、このサービスが広範な医療専門家によって利用される道が開かれます。シリコーンは、数十年にわたって補聴器、インプラント、カテーテル、シールとガスケット、栄養チューブなどの製造に使用されてきた素材です。 次に、3D プリント技術のカスタマイズ適性も考慮する必要があります。

「ヘルスケア業界全体が転換点にあり、マスカスタマイゼーション、カスタマイズされたヘルスケアと医薬品がまさに普及し始めている」とシャフナー氏は述べた。 「私たちは、少なくともソフトインプラントと医療用途については、ある程度の解決策を提供できると考えています。したがって、実際には、長期的な戦略は医療です。」

スペクトロプラスト AG

たとえば、SLA/DLP テクノロジーを使用して年間 1,000,000 個を超える補聴器を製造できることを考えると、理解するのは難しくありません。ソノバとやっているエンビジョンテック機械を使用したり、同様のテクノロジーを使用してオンデマンドでサージカル ガイドを作成したりできます。アキシャル3D 。 もちろん、Spectroplast のユニークなセールス ポイントは、異なるグループの材料でも同様の偉業を達成できる可能性があることです。 そしてそれが、3D プリンティング シリコーンがまだ初期段階にあり、サービス証明者のターゲット市場における大量カスタマイズの生産量が増加している今、市場に参入することを選択した企業の動機です。

「私たちは、自然の特性と革新的な積層造形プロセスを融合させた方法で、工業規模のシリコーン 3D プリンティングを大衆市場にもたらす能力を持っています」とシャフナー氏は明確に述べています。 「今日、積層造形は主に金属、セラミック、プラスチックで作られた硬い物体を実現する技術として知られていますが、自然が実際にどのような材料を使用しているかを見てみると、自然は基本的に柔らかい材料の宇宙全体を象徴していることに気づきました。ここには、環境に適応し、相互作用し、順応する準拠した材料があり、そのような柔らかい材料は、3D プリントではアクセスできない、またはこれまでアクセスできなかった多くの独特の特性を示します。

「私たちは、3D プリンティングには、ラピッド プロトタイピングからプリンターから直接出力される機能部品の大量カスタマイズへと焦点を移す可能性があると信じています。また、世界初の SLA シリコーン 3D プリンティング技術により、硬いものから硬いものまで 3D プリンティング材料の範囲を拡大することができます」材料からシリコンなどの伸縮性のあるエラストマー材料まで。」

サム・デイヴィス著

2018 年 9 月 25 日

09:00

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