一, 핵심 후처리-기술과 소요시간 분석
금속 3D 프린팅의 -후처리에는 분말 제거, 응력 완화, 가열, 기계 가공, 표면 처리 등 5가지 주요 단계가 있습니다. 각 단계에 소요되는 시간은 주로 프로세스 선택에 따라 결정됩니다.
1. 가루 제거 및 부품 분리 : 간단하지만 시간이 많이 소요됨
분말층 융합 시스템에서 금속 조각을 만든 후에는 묻힌 분말을 꺼내어 체에 걸러서 다시 사용할 수 있도록 해야 합니다. 손으로 작은 부품을 청소하는 데는 1~2시간이 걸리는 반면, 항공기 엔진 블레이드와 같은 대형 구조 부품을 청소하는 데는 3~5시간이 걸리고 특수 진공 청소 장비와 진동 스크리닝이 필요합니다. 와이어 방전 절단은 부품을 분리하는 가장 일반적인 방법이지만 내부 흐름 채널과 같은 복잡한 구조적 구성 요소를 절단하고 배치하는 데에는 조각당 4~8시간이 걸릴 수 있습니다. 띠톱 절단은 빠르지만(조각당 10~30분) 단순한 기하학적 설계에만 적용되며 재료 변형 경화를 쉽게 유도할 수 있습니다.
2. 응력 감소 및 열처리: 성능 보장에 중요
금속층 내부의 응력이 완화되지 않으면 부품이 구부러지거나 심지어 파손될 수 있습니다. 일반적인 방법은 진공로를 사용하여 티타늄 합금 부품을 어닐링하는 것입니다. 650도에서 4시간 동안 보관한 다음 6~8시간 동안 실온으로 냉각해야 하며 총 사이클 시간은 10시간 이상입니다. 반면, 고온-온도 합금 부품은 1200도까지 가열하고 6시간 동안 유지한 후 12시간 이상 냉각해야 합니다. HIP(Hot Isostatic Pressing)는 기공과 응력을 동시에 없앨 수 있지만, 장비가 비싸고, 온도를 올리고 내리는 공정을 포함하는 한 공정주기가 8~16시간이 소요된다.
3. 가공 및 표면 처리: 정확성과 유용성의 이중 목표
5-축 연결 머시닝 센터를 사용하여 터빈 블레이드 흐름 채널과 같은 복잡한 표면을 정밀하게 가공하는 데 20~40시간이 걸릴 수 있습니다. 나사산 구멍 및 결합 표면과 같은 형상을 처리하는 데 5~10시간이 추가로 걸릴 수 있습니다. 샌드블라스트를 사용하면 표면을 빠르게 매끄럽게 만들 수 있으며(Ra 3.2μm 이하) 한 조각에 0.5~2시간밖에 걸리지 않습니다. 화학적 연마는 표면을 거울처럼 보이게 만들 수 있지만(Ra 0.2μm 이하), 12~24시간이 걸리고 여러 단계(오일 제거, 산 세척, 부동태화)가 소요됩니다. 색상 일치, 테스트 및 두께 테스트는 모두 양극산화처리(알루미늄 합금) 또는 부동태화(스테인리스강) 및 기타 -부식 처리에 필요합니다. 이 과정은 항목당 1~3일 정도 소요됩니다.
2, 업계 사례: 다양한 상황에는 다양한 시간 차이가 있습니다.
1. 항공우주 분야에서는 극한의 성능으로 인해 사이클이 길어집니다.
SLM 기술은 특정 로켓 엔진의 연료 탱크 프레임을 인쇄하는 데 사용됩니다. 후가공-과정은 94시간(약 4일)이 소요되며 HIP 처리(16시간), CNC 가공(30시간), 양극 산화 처리(48시간)가 포함됩니다. 비율이 높은 이유는 혹독한 상황에서 피로 수명(HIP가 300% 더 좋아야 함) 및 표면 무결성(염수 분무 테스트를 1000시간 이상 수행해야 함)에 대한 매우 엄격한 기준이 있기 때문입니다.
2. 의료용 임플란트 분야 : 생체적합성이 가장 중요
맞춤형 티타늄 합금 고관절 임플란트의{0}}후처리 과정은 총 44시간(약 2일)이 소요됩니다. 진공 어닐링(12시간), 연마(8시간), 멸균 포장(24시간)이 포함됩니다. 기간이 짧더라도 뼈 조직 응력 차폐 효과를 최소화하려면 표면 거칠기를 엄격하게 조절해야 합니다(Ra < 0.1 μm). 주기를 더 길게 만들려면 생체 적합성 테스트(ISO 10993 표준)도 필요합니다.
3. 가전제품의 세계에서는 대량생산을 통해 하나의 제품을 만드는 데 걸리는 시간이 단축됩니다.
BJ기술을 이용하여 병풍휴대폰 힌지 스크롤을 인쇄합니다. 후처리 단계-에는 열처리(8시간), 샌드블래스팅(1시간), 표면 코팅(4시간) 등 총 13시간이 소요됩니다. 대량 생산(배치당 10,000개 이상)으로 인해 자동화된 생산 라인(예: 로봇 연마)으로 인해 각 부품을 할당하는 데 걸리는 시간이 30분 미만으로 단축되었으며 이는 항공우주 산업보다 훨씬 짧습니다.
3, 기술 동향: 지능화 및 자동화로 주기 단축
1. 프로세스 혁신으로 후처리 필요성이 줄어듭니다.-
비감독 인쇄 기술(예: 영역 인쇄 및 양면{0}}분체 코팅)은 서포트 구조의 양을 40%~60%까지 줄일 수 있으며, 이를 통해 서포트를 제거하는 데 걸리는 시간을 몇 시간에서 0.5~1시간으로 단축할 수 있습니다. 현장 열처리 기술은 어닐링 공정과 인쇄 장비를 결합하여 부품 이송 및 용광로 로딩 시간을 절약하고 사이클을 30% 이상 단축합니다.
2. 장비 업그레이드로 처리 속도가 빨라집니다.
AI{0}} 기반 연마 로봇은 힘 피드백 제어를 기반으로 처리를 조정하여 단일 부품을 연마하는 데 걸리는 시간을 2시간에서 0.5시간으로 단축할 수 있습니다. 5-축 연동 머시닝센터에는 공구 경로를 실시간으로 수정할 수 있는 온라인 감지 시스템이 있어 재작업률을 낮추고 복잡한 표면 가공의 효율성을 50% 높입니다.
3. 산업체인 개선을 위해 협력하는 과정
독일 EOS의 M400{4}}4 시스템과 같은 인쇄 열처리 가공 통합 장비는 인쇄 후의 모든 단계를 하나의 플랫폼으로 통합합니다. 이를 통해 부품을 이동하고 고정하는 데 걸리는 시간이 단축되고 생산 주기가 40% 단축됩니다. 클라우드- 기반 프로세스 데이터베이스는 AI 알고리즘을 사용하여 최상의 매개변수 조합을 제안하므로 새 부품에 대한 후처리 솔루션을 찾는 데 걸리는 시간이 며칠에서 몇 시간으로 단축됩니다.