올해 TCT 아시아 3D 프린팅 전시회와 주하이 에어쇼에서 "대량 제조"는 금속 3D 프린팅 기술을 설명하는 최신 용어가 되었습니다. "항공우주 부품의 대량 생산을 위한 더 많은 가능성 제공" 및 "대량 생산을 위한"은 금속 3D 프린팅이 그렇게 빠르고 안정적으로 발전하고 있는지 궁금해할 뿐만 아니라
브랜드 오너가 이런 홍보를 하는 이유는 이 수사를 뒷받침할 믿을 만한 사례가 있기 때문이다. 가장 대표적인 것이 GE Aviation이 100개 이상의000 노즐 헤드를 제조하여 최첨단 엔진에 적용했다는 것입니다.
보잉 777X의 GE9X
LEAP-1Airbus A320 NEO의 A
보잉 737MAX에 탑재된 LEAP-1B
중국어 C919의 LEAP-1C
용접으로 만든 20개의 부품을 정밀한 전체로 결합해 이전 세대보다 제품의 무게를 25% 줄이고, 내구성은 5배, 비용 효율성은 30% 높였다. 그것의 복잡한 기능 구조는 단지 요구합니다 그것은 3D 인쇄 프로세스에 의해 제조될 수 있습니다. 이 사례의 성공은 금속 3D 프린팅이 대량 생산에 적합하다는 것을 보여줍니다.
항공우주 분야에서 금속 3D프린팅을 양산한 국내 사례는 아직 공개되지 않았지만 여전히 실마리는 잡을 수 있다. 제6회 항공우주 과학 기술 아카데미의 최신 응용 사례에서는 85-톤 개방 사이클 액체 산소 등유 엔진의 개발 및 제조 공정에서 "3D 프린팅의 핵심 구성 요소는 장기 테스트에서 수십 번 테스트했습니다. 평가". 이는 금속 3D 프린팅 기술로 제조된 부품의 품질이 신뢰할 수 있고 항공우주 분야에서 수용될 수 있음을 측면에서 입증합니다. 다음으로 생산의 관점에서 항공우주 분야의 대량생산에 영향을 미치는 요인은 무엇인지 설명한다.
1. 반복 가능한 제조의 핵심 요소인 제품 일관성
배치 제조의 실현은 금속 3D 프린팅으로 단일 배치 또는 여러 배치로 제조된 각 부품이 부품 품질, 성능 및 치수 정확도 측면에서 완전히 일관됨을 의미합니다. 즉, 기술이 반복 가능한 제조 품질을 달성했습니다. 이로 인해 인쇄 장비 및 프로세스 표준에 대한 엄격한 요구 사항이 적용됩니다.
장비 튜닝은 엄격한 표준을 충족하고 반복 가능한 제조 품질을 달성할 수 있어야 대량 생산을 위한 기본 조건을 갖출 수 있습니다. 그러나 이는 체계적인 설명에 불과할 뿐 인쇄 공정 중 성형 공간에서 연기 제거 및 기류 조절, 레이저 출력의 안정성 제어, 각 부품의 에너지 조절 등 광범위한 영역을 포함 허용 가능한 범위 내의 플랫폼, 인쇄 챔버의 산소 함량 제어 및 구성 완료 후 필요한 후 처리 등 배열해야 하는 센서의 수는 수천에 달할 수 있습니다. GE는 또한 대량 제조 능력을 충족시키기 위해 인수한 Concept Laser 프린터에 대해 상세한 연구, 분석 및 변형을 수행했습니다.
2. 잘 훈련된 엔지니어가 중요합니다.
금속 3D 프린팅 기술은 많은 전문 지식이 필요할 수밖에 없지만 한 사람이 다재다능할 필요는 없습니다. 이 기술에는 적층 제조를 위한 설계, 숙련된 작동 및 유지 관리, 인쇄 공정 개발 및 재료 품질 관리, 후처리 등과 같은 많은 기술적 세부 사항이 포함됩니다.
거의 모든 관련 프로세스는 제품의 제조 품질이 균일한지 여부에 직접적인 영향을 미칩니다. 항공우주 산업에 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하는 공급업체의 경우 이러한 링크의 인재, 특히 잘 훈련된 엔지니어는 필수 불가결합니다. 이러한 전문 기술을 갖춘 엔지니어를 개발하는 것은 비용과 시간이 많이 들지만 필요합니다.
3. 제조 비용은 지속적으로 감소해야 합니다.
3D 프린팅 기술은 투자 수익이 다른 사용 가능한 생산 방법을 초과하지 않는 한 널리 채택되고 대량 생산되지 않을 것이라는 점을 지적해야 합니다. 항공우주 분야의 경우 비용이 가장 중요한 요소는 아닌 것 같지만 비용은 여전히 대량 생산 여부에 영향을 미칩니다.
기계 자체의 높은 비용이 주요 문제입니다. 하지만 10년 간의 기술 축적과 R&D 반복 끝에 3D 프린터의 장비 비용은 초기에 비해 상당히 떨어졌습니다. 마찬가지로 재료비에도 일관된 추세가 있습니다. 성숙한 기술의 관점에서 보든, 경쟁의 관점에서 보든 지속적인 제조원가 절감은 불가피할 것입니다.
4. 자동 조정 및 생산이 점점 더 많아질 것입니다.
인적 오류를 최소화하는 것은 금속 적층 제조에서 매우 중요합니다. 예를 들어 스폿 크기 및 다중 레이저 중첩 매개 변수를 조정할 때 엔지니어의 판단이 다를 수 있습니다. 따라서 Farsoon Hi-Tech와 같은 일부 장비 제조업체는 다중 레이저 중첩 일관성 문제를 최대한 해결하여 인쇄 품질과 성능을 보다 균일하게 만드는 "다중 레이저 지능형 보정 시스템"을 독립적으로 개발했습니다.
사람이 유발한 기타 오류에는 빌드 기판의 평탄화, 부품 내부 배관의 분말 세척, 서포트 제거 및 후처리가 포함됩니다. 현재 소프트웨어와 하드웨어는 이러한 프로세스를 더욱 스마트하게 만들고 있습니다. 현재 자동화 수준은 여전히 제한적이지만 이것이 추세가 될 것임을 알 수 있습니다.
요약하다
항공우주 분야에서 금속 적층 제조 기술의 적용 이점에는 자유로운 설계, 높은 재료 활용도, 낮은 제조 비용 및 신속한 제조가 포함됩니다. 초기 의심을 겪은 후 빠르게 발전하기 시작했습니다.
금속 3D 프린팅은 단순히 "인쇄 가능"이 아니라 성능이 설치 요구 사항을 충족해야 하며 대량 생산이 안정적이고 효율적이며 일관되어야 하며 비용은 지속적으로 절감되어야 하며 설계 및 프로세스 개선 및 업그레이드의 혁신 능력이 있어야 합니다. 계속 개선해야 합니다. 그래야만 제조 공급망의 필수 불가결한 부분이 될 수 있으며 한때 "비주류"였던 이 프로세스는 추운 겨울에도 살아남을 수 있습니다.