1.3D프린팅 금속기술 검토
3D 프린팅 금속 기술이라고도 불리는 금속 분말 소결(SLM)은 금속 부품을 금속 분말에서 직접 인쇄하는 혁신적인 제조 기술입니다. 이 방법을 통해 재료를 층층이 쌓아 복잡한 모양의 금속 부품을 만들면 높은 정밀도, 뛰어난 효율성 및 뛰어난 창의적 자유가 보장됩니다.
3D 프린팅 금속 중에 스크레이퍼는 성형 실린더 기판에 금속 분말 층을 놓고 레이저 빔은 부품의 모든 층의 단면 프로파일에 따라 분말을 선택적으로 녹여 현재 층을 처리합니다. 리프팅 시스템은 한 층의 소결이 완료되면 한 단면 층의 높이를 낮추고 다음 층을 소결하기 위해 다른 금속 분말 층을 쌓습니다. 층별로 이 공정은 전체 부분이 소결될 때까지 계속됩니다. 전체 성형 공정은 금속이 고온에서 다른 가스와 상호 작용하는 것을 방지하기 위해 보호 가스가 채워지거나 진공 처리된 처리 챔버에서 수행됩니다.
2.캐스트 메탈과 3D 프린팅 메탈의 내구성 비교
기계적 효율성
일반적으로 3D 프린팅된 금속 품목은 제조된 금속과 유사한 기계적 품질을 갖습니다. 3D 프린팅 기술의 재료 분포 및 미세 구조를 정확하게 제어하면 강도, 경도 및 내마모성이 뛰어난 금속 물체를 생성하는 데 도움이 됩니다. 반면, 응고 과정에서 주조 금속은 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있는 다공성 및 개재물을 포함한 결함이 발생하기 쉽습니다.
디자인의 자유
극도의 디자인 유연성과 3D 프린팅 기술은 기존의 주조 기술로는 얻기 힘든 복잡한 형태를 만들 수 있습니다. 구조적 최적화를 통해 이러한 설계의 자유로움은 3D 프린팅된 금속 부품을 가벼우면서도 강도를 보장하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 항공우주 산업에서 3D 프린팅 기술은 항공기 부품의 구성을 극대화하여 무게를 줄이고 비행 효율성을 높이는 동시에 강도 기준을 충족할 수 있습니다.
재료사용요금
메탈 3D 프린팅 방식은 재료를 정말 잘 활용하는데요. 금형의 제약과 소재의 유연성으로 인해 주조 공정 전반에 걸쳐 많은 폐기물이 발생합니다. 3D 프린팅 기술은 조각의 실제 모양과 크기에 맞춰 정밀하게 프린팅함으로써 재료 낭비를 획기적으로 줄입니다. 이는 제조 비용을 낮추는 동시에 자원 사용의 효율성을 높입니다.
후처리 기술의 발전
일반적으로 3D 프린팅된 금속 물체는 프린팅 후 기계적 처리, 코팅, 열처리 등의 후처리가 필요합니다. 이러한 후처리 방법은 부품의 내구성과 탄력성을 더욱 높이는 데 도움이 됩니다. 금속 조각 주조는 후처리가 매우 쉽지만 3D 프린팅 금속 부품의 정확성과 성능을 얻는 것은 어려운 경우가 많습니다.
3.3D프린팅 금속기술의 장점과 어려움 장점
3D 프린팅 기술은 불필요한 재료를 최소화하여 부품 무게를 낮추는 구조 최적화를 통해 경량 설계를 달성할 수 있습니다.
3D 프린팅 기술은 전통적인 주조 기술로는 달성할 수 없는 특정 요구 사항을 충족하는 도달하기 어려운 복잡한 형태를 생산할 수 있습니다.
3D 프린팅 금속 부품의 높은 정밀도와 우수한 표면 품질은 고정밀 응용 분야의 요구 사항을 충족하는 데 도움이 됩니다.
3D 프린팅 기술로 가능해진 빠른 생산은 소규모 배치 제조 및 맞춤형 요구 사항에 적합합니다.
문제
현재 다소 비싼 3D 프린팅 금속 기술은 대부분 장비 및 재료 비용의 영향을 받습니다.
재료 제한: 3D 프린팅 금속 기술에 활용되는 재료는 거의 없으며, 그 중 일부는 프린팅 작업 중에 변형 및 균열이 발생하기 쉽습니다.
크기 제한: 3D 프린팅 금속 기술은 열 스트레스로 인해 현재 대형 물체를 제조하는 데 적합하지 않습니다.
4.3D프린팅 금속기술: 적용사례
항공우주 분야
3D 프린팅은 항공우주 부문에서 엔진 부품, 항공기 구조 부품 등을 생산하는 데 광범위하게 적용됩니다. 이러한 부품은 뛰어난 강도와 내구성뿐만 아니라 가벼운 품질도 필요합니다. 3D 프린팅 기술은 구조 설계 및 재료 분포를 통해 이러한 기준을 효과적으로 충족했습니다.
자동차 제조 분야
엔진 실린더 헤드, 흡기 매니폴드 등 복잡한 형상의 부품은 3D 프린팅 기술을 사용하여 자동차 제조 분야에서 생산됩니다. 이러한 부품에는 뛰어난 성능과 정확성뿐만 아니라 빠른 제조 능력도 필요합니다. 정확한 재료 미세 구조 제어를 통해 3D 프린팅 기술은 이러한 요구를 효과적으로 충족시킵니다.
의료계
3D 프린팅 기술은 의료 분야에 적용되어 임플란트와 수술 가이드를 제작합니다. 이러한 도구는 뛰어난 생체 적합성과 높은 정확성을 요구합니다. 3D 프린팅 기술은 정확한 재료 모양과 크기 제어를 통해 이러한 기준을 효과적으로 충족했습니다.
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