노동력 및 폐기물 절감: 5축 CNC 3D 프린팅 복합 금형

"우리는 CNC 가공 폴리우레탄 폼과 핸드 레이업 GRP(유리 섬유 강화 플라스틱)로 금형을 제작했지만, 그 방식은 너무 많은 노동력과 폐기물이 발생했다"고 라피드 프로토타이핑(헝가리 부다페스트) 소유주 죄르지 유하스는 설명한다. 이 회사는 12월 CEAD 로봇 압출기를 구입했다. "이제 30% 단유리 섬유 강화 폴리프로필렌으로 금형을 3D 프린팅하여 노동 시간을 50% 단축했다."

유하스는 보트 빌더로 복합재 작업을 시작했다. 프로젝트에는 코모 요트와 세계 최초 양산형 전동 개인 수상선이라고 주장하는 나르케 일렉트로제트가 포함된다. "헝가리에서는 호수에서 석유 기반 연료 사용이 금지되어 있고 우리는 유럽에서 두 번째로 큰 호수를 가지고 있다"며 "전기 보트 모델을 기업들을 위해 더 개발하고 있다. 이 프로젝트들을 위한 플러그와 금형을 더 빠르고 저렴하게 만들 방법이 필요했다."

이 새로운 3D 프린팅 시스템으로 완료된 첫 프로젝트 중 하나는 맞춤형 트럭 및 트레일러 제조업체 크리즈마르(벨기에 바르담메)용 복합 슬리퍼 캡용 유리 섬유 금형이다. "이것은 2550×2200×1200mm 크기의 꽤 큰 구성 요소다"며 "냉각 시 뒤틀림과 변형을 피하기 위해 가능한 최대 두께로 프린팅하고 싶었다." 30mm 두께를 15mm 두 층으로 프린팅했으며 30% 유리 섬유 강화 폴리프로필렌 펠릿 약 400kg을 사용했다.

라피드 프로토타이핑은 CNC 가공 시스템에 장착된 CEAD 로봇 압출기로 금형을 프린팅했다.

금형은 우측면과 좌측면 조각(여기에 표시)을 포함해 4조각으로 프린팅되었다.

각 조각의 성형 표면이 가공된 후 네 조각을 나사로 조립하고 클램핑하여 라미네이팅 표면을 제공했다.

슬리퍼 캡 쉘이 3D 프린팅 금형 표면에 라미네이팅되었다.

프로젝트는 성공적이었고 3D 프린팅이 시간을 절약했지만, 유하스는 배울 게 많다고 인정한다. "이 접근법의 가장 큰 도전 중 하나는 프린팅 후 밀링 머신과 소프트웨어로 0점(원점)을 찾아야 한다는 것이다. 우리는 수직으로 프린팅하고 수평으로 밀링하는데, 각 작업의 시작점과 방향이 다르다." 또한 솔리드 프린팅이 인필 사용보다 비싼 것 같다? "이 프로젝트에서는 초기 단계였다"며 "펠릿 압출 헤드는 대형 필라멘트 프린터보다 저렴하지만 인필 프린팅만큼 쉽지 않다. 하지만 앞으로 인필로 가구 조각을 프린팅할 계획이라 툴 제작에 교훈을 적용할 것이다."