1, 금속 3D 프린팅 기술: 원리 및 이점
금속 3D 프린팅 기술을 정의하는 네 가지 기본 방법은 직접 에너지 증착, 재료 압출, 접착제 스프레이, 분말 베드 융합(DMLS, SLM 및 EBM 포함)입니다. 이러한 기술은 여러 기술을 통해 금속 분말이나 와이어를 고체 구성 요소로 변환하여 컴퓨터 모델에서 실제 항목으로 원활하게 전환됩니다.
금속 분말을 레이저 또는 전자빔으로 녹이면 조밀한 금속 골격이 생성됩니다. SLM(Selective Laser Melting)과 EBM(Electron Beam Melting)은 내구성이 뛰어나고 밀도가 높은 금속 부품을 만들 수 있는 반면, DMLS(Direct Metal Laser Sintering)는 거의 모든 금속 합금으로 부품을 만들 수 있습니다.
잉크젯 기술을 사용하여 금속 분말 베드에 접착제를 바르면 층층이 굳어져 완전한 제품이 생산됩니다. 기하학적 모양 제한이 적으므로 이 접근 방식을 사용하면 대량 인쇄가 가능합니다.
금속분말이나 선재를 압출하여 플라즈마 아크, 레이저, 전자빔 등 큰 에너지로 순간적으로 녹여 빠른 증착을 실현합니다. 이 기술은 금속 부품의 기능을 개선하고 고정하는 데 매우 적합합니다.
재료 압출 : 중소기업 및 소규모 배치 생산에 적합, 금속 와이어를 사용한 3D 프린팅 비록 기계적 특성이 파우더 베드 융합 기술만큼 좋을 수는 없지만 비용이 저렴하고 실행이 쉽습니다.
금속 3D 프린팅 기술은 복잡한 기하학적 구성요소를 생산하고 가벼운 디자인을 구현하는 동시에 뛰어난 강도와 고온 저항성을 유지하는 능력이 장점입니다. 빠른 반복 기능은 또한 설계 최적화를 위한 엄청난 용이성을 제공합니다.
2. 항공우주 부품 유지보수에 적용되는 금속 3D 프린팅
교체 부품의 신속한 생산
장기간 작동 시 항공 차량 부품은 필연적으로 마모 및 손상되기 쉽습니다. 금속 3D 프린팅 기술은 제한된 시간 내에 필요한 교체 부품을 신속하게 생성할 수 있지만, 기존 교체 기술은 예비 부품의 제조 및 배송을 위해 상당한 대기 시간을 요구할 수 있습니다. 예를 들어, 스웨덴 항공기 회사인 Saab은 실제 비행 테스트를 통과하고 3D 프린팅 기술을 사용하여 전투기 기내 도어를 효과적으로 제작했습니다. 이러한 빠른 대응 능력은 항공 차량의 가용성을 높이고 유지 관리 주기를 대폭 단축합니다.
깨진 공간을 정확하게 고치세요.
항공우주 차량은 금속 3D 프린팅 기술을 통해 파손된 부품을 정확하게 수리할 수도 있습니다. 완벽한 수리는 수리 계획을 먼저 작성한 후, 파손된 부품의 3D 데이터를 스캔한 후 3D 프린팅 기술을 이용하여 손상된 부위에 수리 재료를 정밀하게 증착함으로써 완벽한 수리가 가능합니다. 이 접근 방식은 수리 정확도를 높이는 동시에 수리 비용도 낮춰줍니다. 예를 들어 개인 비행기를 유지 관리하기 위해 Cabin Management Solutions는 3D 프린팅 기술을 사용하여 스위치 패널, 온도 컨트롤러 패널 등 단종된 여러 부품에 대한 대안을 제조했습니다.
부품 설계 최적화: 항공우주 부품은 금속 3D 프린팅 기술로 설계할 수도 있습니다. 설계자는 3D 프린팅 기술을 통해 복잡한 기하학적 형태의 프로토타입을 신속하게 개발하고 테스트 및 검증을 수행할 수 있습니다. 이는 설계 및 프로토타입 제작 시간을 단축하는 것 외에도 테스트 정확성과 신뢰성을 향상시킵니다. 이러한 개발과 동시에 금속 3D 프린팅 기술이 개발되어 필요한 구성 요소를 신속하게 제작하고, 실제 요구 사항에 따라 설계 및 제조 계획을 신속하게 수정하며, 주문형 제조 및 맞춤형 맞춤화가 가능해졌습니다. 예를 들어 XB-1 초음속 항공기는 엔진 및 환경 제어 시스템의 경우 3D 프린팅된 티타늄 합금 부품을 최대한 활용합니다.
유지 비용 절감
항공우주 부품 유지 관리에서 금속 3D 프린팅 기술의 유지 관리 비용이 낮다는 점도 또 다른 중요한 이점입니다. 금속 3D 프린팅 기술은 교체 부품을 정밀하게 제작하고 손상된 부위를 수리해 예비 부품 재고와 수리 시간을 획기적으로 줄여 유지 관리 비용을 낮출 수 있지만, 기존 수리 기술에는 막대한 인력, 자재, 재정적 투자가 필요한 경우가 있습니다. 또한 금속 3D 프린팅 기술을 적용하여 유지 관리용 도구와 장비를 제작할 수 있으므로 우주 비행사에게 유지 관리 품질과 효율성을 높이는 데 필요한 특정 도구를 제공할 수 있습니다.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-integral-pump-impeller.html