3D 금속 압출은 첨가제의 다음 물결입니까?

3D 적층 금속 압출 제조가 시장에서 자리를 잡기 시작했습니다. 다른 3D 기술보다 더 매력적인 가격대로 상황을 뒤흔들 잠재력이 있습니다. 우리는 이 분야의 여러 주요 플레이어와 그들의 명성에 대해 설명합니다.

최근 3D 금속 인쇄에 대한 모든 뉴스와 함께 사용 가능한 옵션을 적극적으로 조사하지 않는다면 최소한 관심을 가질 가능성이 높습니다. 제조업체는 직접 금속 레이저 소결 및 전자빔 용해와 같은 기술을 사용하여 제트 엔진 연료 노즐에서 의료 보철에 이르기까지 모든 것을 인쇄합니다. 그렇다면 귀사에서 프로토타입, 툴링 및 소량 생산 부품에 이 기술을 활용하고 싶어하지 않는 이유는 무엇입니까?

우선 이러한 부품과 수천 개의 유사한 금속 부품을 생산하는 데 사용되는 프린터는 비용이 많이 들 수 있습니다. 레이저 기반 파우더 베드 기계와 이를 지원하는 소프트웨어, 교육 및 보조 장비에 대해 $500,000 이상을 계산할 수 있습니다. 실제로 무언가를 만드는 데 필요한 금속 분말은 종종 독점적이고 유용한 제품으로 소결하는 데 사용되는 레이저도 마찬가지입니다.

새로운 3D 금속 압출기 키즈 온 블록

절망하지 마십시오. 최근 새로운 유형의 3D 금속 프린터가 시장에 진입했습니다. 이 기계는 훨씬 저렴하고 상대적으로 사용하기 쉬우며 최종 용도에 적합한 고밀도 금속 부품을 생산합니다. 약 12개의 장비 제조업체가 기존 파우더 베드 시스템에 대한 고유한 대안을 제공하는 몇 가지 고유한 기술이 존재합니다. 다음은 몇 가지 예입니다.

과대 광고에도 불구하고 3D 적층 제조가 실행 가능합니까? 자세한 내용은 "제조 분야의 3D 프린팅 사례"를 참조하십시오.

3D 금속 압출 프로파일:Markforged, Desktop Metal, Digital Metal

Markforged의 Metal X 프린터는 독점적인 원자 확산 적층 제조 또는 "ADAM" 기술을 사용하여 17-4 PH 또는 303 스테인리스 스틸에서 알루미늄, 인코넬, 티타늄 및 기타 계획 중인 부품을 인쇄합니다.

이 기술은 이전에 플라스틱 바인더와 혼합된 분말 금속의 막대 모양 실린더를 노즐을 통해 압출하여 50μm(0.002인치) 두께의 부품 층을 만드는 방식으로 작동합니다. 완료되면 "녹색" 부품이 세척 스테이션을 통해 일부 바인더 재료를 제거한 다음 남아 있는 바인더를 태우고 금속 입자를 함께 융합하는 용광로에 배치됩니다. 전체 시스템에 대해 약 100,000달러의 가격표가 붙은 제조 비용은 대체 금속 첨가제 기술보다 최대 10배, 기계 가공보다 최대 100배 더 저렴한 것으로 알려져 있습니다.

3D 금속 압출 프로파일:데스크탑 금속, 디지털 금속

Desktop Metal은 Studio System과 Production System이라는 두 가지 3D 금속 프린터를 제공합니다. Studio System은 Markforged에서 사용하는 것과 다르지 않은 압출 공정을 사용하는 "사무실 친화적" 프린터입니다. 특허를 받은 결합 금속 증착 공정은 17-4 PH, 316L, Inconel 및 수십 년 된 금속 사출 성형에 사용되었지만 폴리머 믹스에 결합된 것과 유사한 기타 분말을 인쇄합니다. 50μm(0.002인치)의 레이어 두께와 16cm³/hr의 제작 속도. (1 in³/hr.) 가능합니다. 여기에서도 부품은 최대 1400°C(또는 2552F)의 용광로에서 소결되기 전에 디바인드 스테이션에서 세척됩니다. Desktop Metal은 또한 레이저 기반 3D 금속 프린터보다 10배 저렴하다고 주장합니다.

최대 8200cm의 제작 속도 ³ /시간 (500 in³/hr.) Desktop Metal의 생산 시스템은 레이저 기반 금속 프린터보다 100배 더 빠르며 대량 생산을 위해 명확하게 설계되었습니다. 32,000개의 제트와 양방향 분말 스프레더를 사용하는 단일 패스 제트 기술은 각 분말 층에 바인더 유체의 초당 수백만 방울을 증착합니다. 또한 지지 구조를 나중에 쉽게 제거할 수 있도록 소결 방지제가 있습니다. 그런 다음 "갈색" 부품을 금속의 녹는 온도 바로 아래의 용광로에서 융합하여 완전히 조밀한 제품을 생산합니다.

2019년까지 상용화되지는 않았지만 생산 시스템의 약 400,000달러 비용은 레이저 기반 파우더 베드 프린터에 근접하고 있지만 최대 100,000개까지 부품당 비용은 금속 주물에 필적하는 것으로 알려져 있습니다.

3D 첨가제에 대해 더 자세히 알고 싶으십니까? "금속 3D 프린팅의 고유한 과제 및 솔루션"을 확인하십시오.

3D 금속 압출 프로파일:디지털 금속

Digital Metal의 DM P2500은 바인더 젯팅 기술을 사용하는 또 다른 3D 금속 프린터입니다. 금속 분말의 선도적인 공급업체인 스웨덴의 Höganäs Group의 일원인 Digital Metal은 자사 기계가 항공우주, 자동차, 의료 및 기타 산업을 위한 200,000개 이상의 고품질 3D 인쇄 부품을 생산했다고 말합니다. 42μm(0.0016인치)까지의 레이어 두께와 35μm(0.0014인치)의 기능 분해능이 가능합니다. 빌드 속도는 100cm에서 Desktop Metal의 Studio System에 가깝습니다. ³ /시간 (6 in³/hr.), DM P2500은 매우 미세한 디테일과 "의료용" 표면 마감을 달성한다고 합니다.

사용 가능한 다른 시스템과 기술이 많이 있습니다. 예를 들어 AM 기계 제조업체인 ExOne은 청동에서 텅스텐에 이르는 다양한 바인더 분사 기계와 재료를 제공합니다. Vader Systems는 전자기장을 사용하여 액화 금속으로 부품을 만듭니다. Pollen AM의 펠릿 적층 제조는 기존 분말 기반 시스템보다 최대 5배 저렴한 MIM 공급 원료를 사용합니다.

레이저 기반 3D 금속 프린터가 그 자리를 차지하고 있지만 이러한 대안은 여러 가지 이점을 제공합니다. 레이저 기반 시스템과 같이 열 스트레스가 없기 때문에 제작 과정에서 부품을 제자리에 고정하는 데 필요한 지지 구조를 단순화하거나 심지어 제거됨. 이를 통해 전체 제작 챔버를 채울 수 있습니다. 즉, 수백 또는 수천 개의 작은 부품을 단일 무인 작업으로 처리할 수 있습니다.

사용되는 지지 구조는 일반적으로 제거가 더 쉽기 때문에 2차 가공이나 손으로 마무리 작업을 할 필요가 없습니다. 금속이 MIM과 함께 사용되는 금속과 동일하기 때문에 항공우주 및 의료 감독 승인을 훨씬 쉽게 얻을 수 있습니다. 레이저 기반 시스템에서와 같이 아르곤 또는 질소 가스가 필요하지 않으며 알루미늄 또는 티타늄 먼지로 가득 찬 대기에서 폭발을 일으키는 레이저 빔에 대한 우려도 없습니다.

적층 제조 및 3D 프린팅에 도전해 본 적이 있습니까? 당신의 경험은 어땠나요?