금속 적층 제조:멀티태스킹의 최신 트렌드

WFL Millturns용 레이저 클래딩 헤드 직접 설치 기계의 B 축 스핀들에. 사진 제공:WFL Millturn Technologies.

적층 제조(AM), 3D 구성요소를 레이어별로 구축하는 기술은 계속 발전하고 있습니다. 한때 플라스틱 부품의 프로토타이핑에 주로 사용되었던 도구는 금속 부품 인쇄의 출현으로 제조 설계 및 생산 세계에 더 큰 영향을 미치기 시작했습니다. 요컨대, 이 기술은 기존 기계 장비(사출 금형 내부의 등각 냉각 채널 등)에서 생성하기가 불가능하지는 않더라도 어려운 복잡한 윤곽 설계를 생성할 수 있다는 이점을 제공합니다. 또한 제너레이티브 디자인과 같은 개념을 적용하여 구조적 무결성을 유지(또는 강화)하면서 무게를 줄이기 위해 부품 디자인을 개선할 수 있습니다.

즉, AM은 가공을 보완하는 기술이지만 이를 대체하지는 않습니다. 흥미롭게도, 절삭 장비 플랫폼에 첨가제를 추가하는 공작 기계 제조업체의 수가 증가하는 것을 보는 것보다 이 점을 강조하는 더 명확한 방법은 없습니다.

거의 모든 AM 제작 부품에는 일종의 후처리 작업이 필요합니다. 여기에는 밀링, 드릴링, 태핑 또는 터닝과 연삭 또는 폴리싱이 포함될 수 있습니다. 하나의 플랫폼에서 적층 및 감산을 결합함으로써 재공품과 적층 성장 부품을 완성하는 데 필요한 자본 장비를 제거할 수 있습니다. 또한 AM을 사용하여 크고 가공된 부품에 작고 복잡한 기능을 추가할 수 있습니다. 또는 수리 작업을 위해 마모된 부품에 재료를 추가한 다음 기계 가공하여 OEM 사양으로 되돌릴 수 있습니다.

아래 비디오는 이러한 유형의 응용 프로그램을 보여줍니다. 예를 들어 레이저 클래딩과 같은 AM 공정이 턴밀 및 5축 기계를 비롯한 다양한 가공 플랫폼에 추가되었습니다. 함께 제공되는 온라인 비디오는 전자의 예를 보여줍니다. 레이저 헤드가 B축 밀링 스핀들에 설치되어 매우 큰 구성 요소에 재료를 추가하는 WFL M80X Millturn입니다. 일부 기능의 레이저 경화도 수행할 수 있습니다.

이 Mazak Integrex i-400SAM의 경우 긴 피드스크류 구성요소에 기능을 추가하기 위해 첨가제를 사용하여 표시되며 AM 레이저 증착 헤드(이 모델의 경우 다양한 빔 직경으로 사용 가능)가 기계의 B축 밀링 스핀들에 장착되지 않습니다. . 대신 전용 피벗 장치에 설치되고 사용하지 않은 레이저 헤드는 머시닝 센터의 자동 공구 교환 장치 캐러셀에 있는 도구와 마찬가지로 작업 영역 외부에 보관됩니다.

다른 비디오는 수리 작업의 예를 보여줍니다. 여기에서 5축 Tongtai AMH-630은 기계의 밀링 스핀들에 맞는 AM 레이저 클래딩 헤드를 사용하여 Inconel 718 재료를 터빈 블레이드의 마모된 팁에 증착한 다음 기계로 가공하여 OEM 지정 윤곽 모양을 남깁니다.

이러한 하이브리드 애플리케이션을 위한 소프트웨어도 하드웨어와 마찬가지로 계속 진화하고 있습니다. 이것은 Seco Tools의 솔리드 초경 및 세라믹 도구를 사용하여 Mazak Variaxis J-600/5XAM 하이브리드 기계에서 Autodesk Fusion 360 및 PowerMill 소프트웨어를 사용하여 Inconel 625 블리스크를 생산하는 것을 보여주는 비디오에서 시연됩니다. 블리스크를 만들기 위해 기계로 가공할 큰 재료로 시작하는 대신, 공작물은 허브에서 시작하여 블레이드가 추가로 성장하고 모양과 크기에 맞게 가공됩니다.

그래도 추가 기능이 있는 멀티태스킹 기계를 어떻게 프로그래밍합니까? 길지만 유익한 비디오는 AM을 통해 블레이드를 생성한 후 Siemens NX CAM을 사용하여 마무리 가공하는 회전 부품의 프로그래밍 프로세스를 단계별로 안내합니다.

그리고 복잡한 가공 작업에 매우 중요한 오프라인 시뮬레이션은 어떻습니까? CGTech의 Vericut 적층 모듈은 동일한 NC 코드를 사용하여 하이브리드 기계의 적층 및 기존 가공(밀링 또는 터닝) 기능을 모두 시뮬레이션합니다. 레이저 매개변수를 읽고 각 작업 및 재료 유형에 특정한 운반 가스 및 금속 분말의 흐름을 제어하고 레이저 와트를 제어한 다음 인쇄되는 동안 기계와 추가 부품 사이의 충돌 가능성을 감지합니다. 이는 다른 비디오에 설명되어 있습니다.

물론 다른 다양한 유형의 기계 플랫폼에 AM 헤드를 추가할 수 있는 기회가 있습니다. 예를 들어, 3D Hybrid Solutions는 분말 스프레이의 레이저 용융, 와이어 피드의 아크 용융 및 금속 분말의 고속 콜드 스프레이를 포함한 다양한 증착 방법을 통해 금속 3D 인쇄용 애드온 헤드를 공급할 수 있습니다. 이 이야기에서 설명한 것처럼 이 아이디어는 미 해병대의 승인을 받은 것 같습니다.

레이더에 금속 AM이 있습니까? 아니면 프로토타입, 지그, 비품 등을 위해 매장에서 3D 플라스틱 프린터를 사용하고 있습니까? [email protected]으로 이메일을 보내 알려주세요.