프로토타입을 승인했습니다. 형상이 확인되고 표면이 괜찮아 보이며 첫 번째 기계적 테스트가 통과되었습니다. 이제 주문량이 몇 개에서 수백 개로 늘어나려고 합니다. 많은 팀이 주저하는 순간입니다.-특히 부품이 티타늄 의료용 임플란트인 경우 더욱 그렇습니다. 대량으로만 나타나는 내부 결함 중 하나는 폐기, 출시 지연 또는 심각한 규제 노출을 의미할 수 있습니다. 진짜 질문은 더 이상 여부가 아닙니다.금속 3D 프린팅부품을 생산할 수 있습니다. 이는 동일한 부품을 대규모로 반복적으로 생산할 수 있을 만큼 공정이 안정적인지 여부입니다.
핵심 포인트: 좋은 프로토타입은 디자인이 제대로 작동했음을 입증합니다. 이는 공정이 결함 없이 수백 번 반복될 만큼 안정적이라는 것을 증명하지 못합니다.
금속 3D 프린팅에서 생산 전 검사가-더 중요한 이유
CNC 가공은 견고하고 인증된 재고로 시작됩니다. 대부분의 변형은 도구, 고정 장치 또는 프로그래밍에서 비롯됩니다. 파우더 베드 융합은 재료를 층별로 만듭니다. 열 입력, 분말 상태, 스캔 전략 및 잔류 응력이 모두 상호 작용합니다. 이들 중 어느 하나라도 작은 변화가 생기면 단일 프로토타입으로는 드러나지 않을 수 있는 다공성, 불완전한 융합 또는 왜곡이 발생할 수 있습니다.
금속 적층 제조에 대한 업계 검토에서는 다공성, 잔류 응력 및 기하학적 편차가 샘플에서 생산으로 이동할 때 가장 큰 문제를 일으키는 문제로 반복적으로 식별됩니다. 이러한 문제는 동일한 매개변수가 여러 빌드에서 반복될 때까지 숨겨져 있는 경우가 많습니다. 전통적인 정밀 CNC 가공 의료 제품은 일반적으로 균질한 바 또는 플레이트로 시작하므로 검사는 주로 치수와 표면에 중점을 둡니다. 금속 적층 작업에서는 대량 생산에 앞서 재료 자체의 무결성을 입증해야 합니다.
확장하기 전에 확인해야 할 사항
실행 가능한 사전{0}}프로덕션 게이트에서는 일반적으로 다음 6가지 검사를 다룹니다.
잔류 응력이나 지지 배치에 민감한 특징에 초점을 맞춰 CMM이나 광학 스캔을 사용하여 완성된 부품을{0}}CAD와 비교합니다.
CT 스캐닝을 사용하여 다공성, -융합 영역의 부족-, 갇힌 분말(-)을 찾아보세요. 티타늄 의료용 임플란트에서는 거의 선택 사항이 아닙니다.
기능적인 얼굴을 측정합니다. 2차 가공 또는 마무리가 필요한지, 이미 검증되었는지 조기에 결정하십시오.
분말 로트가 사양과 일치하는지 확인하고 규제 대상 작업을 위한 부품 추적을 위해 - 전체 배치-를 기록하고 재사용 내역을 기록합니다.-
동일한 조건에서 인쇄된 테스트 쿠폰 - 인장 결과 또는 경도 검사를 통해 예상되는 특성을 확인합니다.
이후 로트에 대한 참조로 치수, 재료 인증서, 프로세스 매개변수 및 NDT 결과를 컴파일합니다.
이러한 점검 사항을 종합하면 실용적인-생산 전 부품 검사 체크리스트가 됩니다. 그 중 하나라도 건너뛰면 대량 주문이 이미 진행 중인 후에야 문제를 발견할 확률이 높아집니다.
대량으로 나타나는 경향이 있는 결함
파우더 베드 융합에서는 몇 가지 문제가 반복적으로 나타납니다.
- 가스로 인한 다공성, 융합 부족 또는 열쇠 구멍 효과
- 잔류 응력으로 인한 뒤틀림 및 뒤틀림
- 층박리
- 응력이나 재료 민감도와 관련된 균열
- 표면의 불규칙성 및 채널에 갇힌 분말
이들 중 어떤 것도 세심하게 제어되는 프로토타입에서는 허용 가능한 것처럼 보일 수 있지만 작업이 더 높은 볼륨으로 반복되면 여전히 허용되지 않습니다. 특히 다공성은 임플란트와 구조 부품에 중요한 특성인 피로 성능-을 감소시킵니다. CT 스캔을 통해 조기에 발견하는 비용은 완료 후 또는 더 나쁘게는 출시 후 처리하는 것보다 훨씬 저렴합니다.
사례 예: 500개 단위 이전에 문제 파악
사례 연구
한 의료{0}}기기 고객이 티타늄 임플란트 세트를 프로토타입에서 사전 제작 단계로 옮겼습니다.- 외형치수와 시각적 외관이 도면과 만났습니다. 그러나 CT 검사에서는 동일한 빌드의 부품에 대해 합의된 한도를 초과하는 내부 다공성이 나타났습니다.
팀은 배치를 공개하는 대신 스캔 매개변수를 조정하고 새로운 검증 세트를 실행했습니다. 기공률은 허용 범위로 떨어졌고, 동일한 내부 결함 없이 더 큰 주문이 진행되었습니다. 조기 발견으로 인해 수백 개의 조각이 폐기되거나 재작업되는 것을 방지하고 검증 데이터를 깨끗하게 유지했습니다.
금속 3D 프린팅 파트너에서 찾아야 할 사항
금속 3D 프린팅을 제공하는 모든 매장이 규제 대상 부품에 필요한 검사 깊이나 품질 시스템을 갖추고 있는 것은 아닙니다. 금속 3D 프린팅 제조업체 또는 공장을 평가할 때 몇 가지 구체적인 사항에 중점을 두세요.
유능한 파트너가 이러한 항목을 구체적인 용어로 논의할 것입니다. 의료 작업의 경우 제어 시스템에서 의료 기기용 금속 3D 프린팅을 지원하는 경험은 일반적으로 기계 브랜드 이름보다 더 중요합니다.
FAQ
Q: 3D 프린팅된 금속 부품의 품질을 어떻게 확인합니까?
A: 치수 측정(CMM 또는 광학 스캔), 내부 검사(일반적으로 CT), 표면 거칠기 검사, 재료 인증 검토 및 쿠폰의 기계적 테스트를 결합합니다. 정확한 혼합은 위험 수준과 최종 용도에 따라 다릅니다.
Q: 금속 3D 프린팅에서 흔히 발생하는 결함은 무엇입니까?
A: 다공성, 잔류-응력 왜곡 또는 균열, 층 박리, 표면 문제가 가장 빈번하게 발생합니다. 많은 부분이 프로세스와 관련되어 있으며{2}}적절한 매개변수 제어 및 모니터링을 통해 줄일 수 있습니다.
Q: 금속 3D 프린팅은 의료용 임플란트에 충분히 정확합니까?
A: 적격한 프로세스를 통해 치수 정확성과 재료 무결성이 모두 입증된다면 가능합니다. 정확성만으로는 충분하지 않습니다.
Q: 대량 생산 전 부품 검사 비용은 얼마인가요?
A: 비용은 부품 크기, 재료, 검사 깊이에 따라 다릅니다. CT 스캐닝 및 기계 테스트에는 비용이 추가되지만 생산 로트 실패나 현장 문제로 인한 비용보다 거의 항상 저렴합니다.