신시내티(Cincinnati Inc.), BAAM 기술로 재활용 복합재 대규모 3D 프린팅 시연

신시내티(Cincinnati Inc., CI, 미국 오하이오 해리슨)가 자사 BAAM(Big Area Additive Manufacturing) 장비로 재활용 소재 3D 프린팅 가능성을 입증했습니다. 지금까지 최대 규모 단일 멀티머티리얼 객체 제작에 성공했다고 밝혔습니다. 이번 시연으로 대규모 멀티머티리얼 프린팅이 재활용 복합 소재로 효과적이고 경제적으로 가능함이 입증되었습니다.

기술적 구현

BAAM 개조와 듀얼 피드 시스템 대응 신규 압출기 설계로 대규모 멀티머티리얼 프린팅을 구현했습니다. CI는 수년간 미 에너지부(DOE) 오크리지 국립연구소(ORNL, 테네시 녹스빌)와 협력해 BAAM을 지속 개선해왔습니다. 초기 연구는 단일 소재 시스템(단섬유 강화 폴리머) 대규모 프린팅에 집중되었습니다.

CI 적층 제조 제품 매니저 알렉스 리스텐버그(Alex Riestenberg)는 "이번 연구 목적은 10피트(약 3m) 초과 길이의 멀티머티리얼 복합 툴을 재활용 소재 포함, 수동 개입 없이 프린팅하는 것 입증이었다"고 설명했습니다.

시연 부품

뉴욕시 고층 빌딩 상업용 창문 패널 생산용 프리캐스트 콘크리트 툴의 단일 패싯을 선정. 금형 무게 약 400파운드(181kg), 길이 10피트 10인치(3.3m). 프린트 시간 약 7시간 소요.

멀티머티리얼 장점

ORNL 소재 과학자 비디아 키쇼어(Vidya Kishore)는 "구조물 내 멀티머티리얼 사용으로 경량 구조물의 맞춤형 기계적 물성, 연질·경질 세그먼트 공존, 충격 저항 구조 등 새로운 기계적 응답과 다기능성 구현 가능"이라고 설명했습니다.

사용된 두 소재: 100% 재활용 CF/ABS 블렌드와 표준 CF/ABS 및 ABS 신택틱 폼.

재활용 소재의 생태적 이점 외에 멀티머티리얼 압출의 장점: 스마트 구조용 전도성 회로 프린팅, 경량 코어 구조, 툴링 비용 절감, 서포트 소재 제거 용이, 특정 부위 국소 보강, 부품 내 다른 특징에 다른 소재 적용, 부품 색상 변경 등.

핵심 기술: BAAM 멀티머티리얼 시스템

ORNL과 공동 개발한 BAAM 멀티머티리얼 시스템이 핵심입니다. 대규모 듀얼 머티리얼 열가소성 압출 시스템으로 단일 압출기로 단일 빌드 내 여러 소재 프린팅 가능.

리스텐버그: "압출기 유입구 위로 두 소재 포트를 슬라이딩해 프린팅 중 특정 시점에 소재 공급원을 실시간 전환한다. 기계 프레임 외부에 소재 블렌더를 둬 다양한 소재와 필러를 실시간 특정 비율로 블렌딩해 맞춤 소재 그레이드 생성 가능."

소재 공급 전환 메커니즘과 블렌더 조합으로 단일 빌드 내 2종 이상 다양한 소재·조합 프린팅 가능. "멀티머티리얼 시스템 업그레이드된 BAAM만이 현재 이 작업 가능해 경쟁사와 차별화된다. DOE 첨단제조국과 ORNL 과학적 연구 지원으로 제조 마일스톤 달성"이라고 리스텐버그는 강조했습니다.