금형 산업의 금속 3D 프린팅이 국제 품질 표준을 충족합니까?

1. 국제표준체계의 구축과 성장
적층 제조에 대한 글로벌 표준화 프로세스는 "이중 트랙 드라이브" 패턴을 만들어냈습니다. 국제표준화기구(ISO)와 미국재료시험협회(ASTM)가 협력하여 ISO/ASTM 52900:2025 표준을 만들었습니다. 이 표준은 금속, 폴리머 및 생체재료에 대한 전체 공정 사양 프레임워크를 제시합니다. 이 표준은 인쇄 설정, 품질 테스트, 안전 표준 등 공통 기술의 90% 이상이 전 세계적으로 동일해야 함을 분명히 명시하고 있습니다. 이는 금형 산업에 기본적인 기술 언어를 제공합니다.
NAS 시리즈 표준은 이제 전문 분야의 항공우주 금형에 대한 "황금률"입니다. NAS410 표준에는 티타늄 합금 금형의 입자 크기와 잔류 응력이 특정 한도 내에서 유지되어야 한다고 명시되어 있습니다. 예를 들어, 입자 크기는 ASTM E112 표준에서 정한 5{11}}8 수준 이내로 유지되어야 하며, 잔류 응력은 재료 항복 강도의 30%를 넘지 않아야 합니다. 650도에서 100,000회 하중을 가한 후 NAS9302는 고온 합금 금형의 열 피로 성능에 대한 특정 테스트를 설정합니다. 파손 전파 속도는 0.1mm/사이클 미만이어야 합니다.
중국 국가 표준 시스템은 더욱 빠르게 개선되고 있습니다. 2025년에 발효되는 "적층 가공에서 티타늄 합금 부품을 녹이는 레이저 파우더 베드에 대한 기술 사양"(GB/T 45868-2025)은 티타늄 합금 금형에 대한 밀도 요구 사항을 99.95% 이상으로 높이고 표면 거칠기 Ra 값을 3.2μm 미만으로 유지합니다. 이러한 표준은 ISO/ASTM 시스템과 함께 작동하여 금형 수출 기업이 규칙을 준수하는지 확인할 수 있는 두 가지 방법을 제공합니다.
2. 재료의 특성 표준화에 큰 진전
재료의 품질이 금형을 작동하게 만드는 요소입니다. ASTM F75 표준은 의료용 임플란트 주형에 자주 사용되는 코발트 크롬 합금의 니켈 함량을 0.1% 미만으로, 텅스텐 함량을 15~20%로 엄격하게 제한합니다. 분말이 고르게 퍼질 수 있도록 분무화하여 만든 구형 분말의 유동성 지수는 45s/50g 이상이어야 합니다. 국제적으로 잘 알려진-치과용 금형 제조업체는 이 기준을 충족하는 코발트 크롬 분말을 사용합니다. 이는 치과용 크라운 몰드의 가장자리 맞춤 오류를 50μm에서 15μm로 낮추는데, 이는 일반적인 제작 방법입니다.
항공우주 산업에서 인코넬 718 니켈- 기반 합금으로 제작된 금형은 AMS 5662 사양을 충족해야 합니다. 이 표준에 따르면 인장 강도는 704도에서 1170~1275MPa 사이에 있어야 하며, 결정립계 탄화물의 크기는 5μm를 넘지 않아야 합니다. 항공기 엔진 블레이드용 금형을 제작하는 모 회사에서는 718 합금 금형에 대한 ASTM E112 표준에 따라 입자 크기가 7등급이 되도록 레이저 에너지 밀도를 조정했습니다. 이로 인해 금형이 고온에서 훨씬 더 좋아졌습니다.
3. 공정관리의 정확한 실천
금형 제작에서는 치수 정확성에 대한 기준이 매우 엄격합니다. 동적 용융 풀 제어 기술을 통해 SLM 방법은 금형 캐비티의 치수 정확도를 ± 0.05mm 이내로 유지할 수 있습니다. 자동차용 금형을 제작하는 모 회사는 레이저 SLM 장비를 사용하여 알루미늄 합금 다이캐스팅 금형을 제작합니다-. 레이저 출력 밀도를 실시간으로 변경함으로써 금형 표면의 직진도 오류가 0.1mm에서 0.03mm로 감소되어 DIN 8760 표준의 첫 번째 수준 정밀도 기준을 충족합니다.
열처리 기술을 표준화하는 것도 매우 중요합니다. 17-4PH 스테인레스 스틸 금형은 AMS 2759/3A 표준을 충족해야 하며, 이는 482도에서 4시간 동안 숙성한 후 HRC 42-45의 경도를 가져야 함을 의미합니다. 한 정밀금형 제조사는 금형의 치수변화율을 ±0.02% 이내로 유지하는 열처리용 데이터베이스를 구축했습니다. 이는 기존 기술의 열처리 과정에서 변형으로 인해 발생하는 금형 스크랩 문제를 해결합니다.
4. 테스트 및 인증의 디지털 혁신
비파괴 검사 기술로 인해 품질 평가 시스템이 변화하고 있습니다.- ISO/ASTM 52929:2025 표준에 따르면 산업용 CT는 금속 금형의 내부 결함을 찾는 데 사용해야 하며 결함 등가 직경은 0.2mm 이하입니다. 한 금형 회사는 균열을 더 쉽게 찾을 수 있게 해주는 AI-지원 CT 감지 기술을 개발했습니다. 이제 0.05mm만큼 작은 균열도 찾아낼 수 있으며 손으로 찾는 것보다 80% 더 효율적입니다.
새로운 표준은 동적 역학 테스트에 관한 것입니다. 의료용 임플란트에 대한 ASTM F42.01 표준에 따르면 금형은 10^7 피로 사이클을 거쳐야 하며 균열 전파 속도는 파리 공식을 따라야 합니다. 특정 정형외과용 임플란트 금형 제조업체에서는 전자기 공명 피로 시험기를 사용하여 테스트 주기를 3개월에서 2주로 단축하고 테스트 데이터 부정확성을 ±5% 이내로 유지했습니다.