프로토타입 제조사의 개발

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Rudgley M은 신속한 제조를 "적층 제조 방법으로 최종 실제 제품을 제조하기 위한 제조 기술"로 프로토타입 제조 기술을 사용하여 원하는 생산 제품을 생산하는 것으로 정의합니다. Rapid Manufacturing은 Rapid Prototyping 기술의 발전 방향이지만 여전히 개선해야 할 부분이 많습니다.

SLA, SLS, FDM은 프로토타입 제작사의 주요 기술로 부품을 분리하여 별도의 레이어로 만들고 레이어를 독립적으로 만드는 것이 공통적인 특징입니다.

복잡한 기하학

래피드 프로토타이핑 제품의 가장 매력적인 특징은 형상 측면에서 거의 무제한이라는 것입니다. 이 과정을 통해 역오목형, 돌출형, 자유형, 다양한 기본 기하형상 등 기하의 독립성과 자유도가 높은 제품을 생산할 수 있습니다. 예를 들어, SLS 프로세스에는 브래킷이 필요하지 않으며 클램프 없이도 부품을 가공 위치의 어느 위치에나 배치할 수 있습니다. 이는 SLS가 공작물에 거의 무한한 기하학적 가능성을 제공할 수 있음을 의미합니다.

한편, 쾌속조형기술로 초소형부터 대형까지 다양한 제품을 제작할 수 있다. 제품의 크기는 공정 선택에 따라 다릅니다. SLS, SLA 및 FDM은 대형 부품의 성능뿐만 아니라 공정 실행 및 경제적 비용 때문에 일반적으로 중형 부품 제조에 사용됩니다. 이러한 프로세스의 크기는 대형 제품의 경우 매우 제한적입니다.

폴리머 쾌속 조형 기술은 기존의 가공 방법과 유사한 금형이 필요하지 않기 때문에 쾌속 조형으로 제조되는 고객 정의 제품은 기존 공정보다 훨씬 경제적입니다. 제품이 공동으로 달성할 수 있는 복잡한 형상과 결합된 이 기능은 의료 분야에서 신속한 프로토타이핑의 길을 제시합니다. 동시에 기하학적인 높은 유연성은 RP와 전통적인 가공 방법을 결합할 수 있는 가능성을 제공하며 오늘날 RP 기술의 발전 방향 중 하나로 빠르게 발전했습니다. 예를 들어, 기존의 얇은 가늘고 긴 부품 제조는 EMD(Electro-Sparking) 공정을 통해서만 가능했지만 이제는 RP도 이러한 부품 제조를 위한 완벽한 솔루션을 제공할 수 있습니다.

DLM 및 리버스 엔지니어링

신속한 프로토타이핑 공정을 통해 기존의 가공 방법으로 가공할 수 없거나 가공하기 어려운 특징(예:오목, 내부 날카로운 모서리, 길고 얇은 벽 등)이 있는 부품을 쉽게 제조할 수 있습니다. 동시에 RP 기술이 작동하도록 하려면 설계자는 이러한 프로세스의 자유로운 설계 특성을 보여주기 위해 부품을 설계하는 방식을 재고해야 합니다.

자유 설계에 대한 위의 모든 질문에는 RP 기술을 위한 전문 CAD 소프트웨어의 추가 개발이 필요합니다. 디자인 도구의 개선과 디자이너 디자인 개념의 변화를 결합하면 RP 기술의 잠재력을 활용할 수 있습니다.

엔지니어는 필요한 제품의 모델을 직접 설계하는 것 외에도 기존의 물리적 설계에 따라 설계하는 경우가 많으며 이를 리버스 엔지니어링이라고 합니다. 신속한 감지 및 3D CAD 재구성 기술은 물리적 개체에서 직접 CAD 모델을 얻을 수 있는 방법을 제공합니다.

속도

RP 기술을 '래피드 프로토타이핑 기술'이라고 부르는 이유는 기존 가공 방식보다 주기가 ​​짧은 제품을 생산하기 때문이다. 디자인에 대한 RP의 민감도는 매우 낮습니다. 즉, 생산 유연성의 정도가 높고, 제조 시 제품의 형상 문제를 거의 고려하지 않아 시간을 많이 절약할 수 있다. 이러한 관점에서 많은 기업에서 RP 기술을 사용하여 제품의 성능 및 기타 매개변수를 빠르게 이해하기 위해 제품의 테스트 조각을 제조합니다.

경제 및 기타 제약

다양한 RP 공정의 생산성이 향상되었지만 RP 생산성에 대한 생산 요구 사항은 충족되지 않았습니다. 또한, RP 공정이 제공할 수 있는 극심한 불평등으로 인해 장비 및 재료 손실의 상당한 과장을 초래하기도 합니다.

현재 RP 기술은 제품 프로토타이핑 및 제품 시제품 생산에 큰 이점이 있지만, 장비의 높은 가격과 재료 손실, 기존 공정과의 생산성 차이로 인해 RP 공정의 대규모 제조가 제한됩니다. 물론 경제성은 RP 공정이 오래 지속되는 부품을 만드는 데 거의 사용되지 않는 이유 중 하나일 뿐입니다. 다른 주요 요소는 제품 강도, 재료, 공정 반복성 등입니다.

시제품 제작 기술 개발

RP 기술의 발전에 관한 한, 표면 거칠기, 정밀도, 반복성 및 제품 품질 측면에서 제조된 제품과 전통적인 제조 방법 사이에는 여전히 격차가 있습니다. 기존 RP 공정 및 공정 체인은 공정에서 요구하는 정밀도와 품질을 달성하기 위해 신뢰할 수 있고 안전한 기술을 달성하기 위해 개발 기간을 거쳐야 한다고 할 수 있습니다. 위에서 언급한 RP 공정은 정밀도(0.1-0.2mm/100mm)와 조도(Ra 5-20μm)가 거의 동일하고 반복성이 상대적으로 낮습니다. 기술적 피드백 시스템을 통해 달성할 수 있는 기계적 설계 측면에서 추가 개선이 이루어져야 합니다. 제품의 품질 향상을 위해 RP 공정과 기존 공정을 결합한 복합 공정 장비가 있을 것으로 예상됩니다.

장비 자체 및 재료의 관점에서 주요 연구 방향은 가공 방법, 가공 장비, 레이저 발생기 및 재료에 중점을 두어 제품의 강도, 내구성 및 정밀도 및 제품의 주기 향상을 목표로 합니다. 이러한 연구는 궁극적으로 신속한 프로토타이핑을 신속한 제조로 전환하는 데 강력한 추진력을 제공할 것입니다.

부품 분야에서는 3D 프린팅 기술을 사용하여 복잡한 제품을 빠르게 생산할 수 있습니다. 전통적인 자동차 제조 분야에서 자동차 부품의 개발은 종종 장기적인 연구 개발 및 검증을 필요로 합니다. R&D에서 테스트 단계까지 부품 금형을 만드는 것도 필요하며, 이는 길 뿐만 아니라 비용도 많이 듭니다. 문제가 있는 경우 부품 구조를 수정하는 등의 작업에도 동일한 긴 주기가 필요합니다. 그리고 3D 프린팅 기술은 복잡한 부품을 빠르게 만들 수 있습니다. 테스트에 문제가 있을 경우 3D 파일을 수정하여 다시 출력하여 테스트를 진행합니다. 3D 프린팅 기술은 미래 부품 개발을 보다 저렴하고 효율적으로 만든다고 할 수 있습니다.