직접 금속 레이저 소결 소개

"전통적으로 주조된 부품과 비교할 때 인쇄된 [부품]은 강도, 연성 및 파괴 저항이 우수하고 재료 특성의 변동성이 낮습니다."

일론 머스크

플라스틱 기반 재료는 기술이 시작된 이후 대부분의 적층 제조 프로젝트에 사용되었지만 최근 금속 인쇄 재료의 발전으로 인해 기능성 금속 부품을 생산하는 것이 이제 실현 가능할 뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 진지하게 고려할 가치가 있습니다. 적층 제조 기술을 사용하여 가공된 부품과 동일한 기계적 품질을 가진 부품을 제공할 수 있는 가능성은 이 기술을 생산 및 프로토타입 제작에 사용할 수 있는 가능성을 열어주는 데 도움이 되었습니다. 이는 미래 지향적인 기업이 이미 탐구하기 시작한 것입니다.

이 튜토리얼에서는 직접 금속 레이저 소결 공정과 적층 제조 산업 전반에 걸친 잠재적 응용과 관련된 모든 프로젝트에서 고려해야 할 주요 사항에 대한 개요를 제공합니다.

직접 금속 레이저 소결이란 무엇입니까?

직접 금속 레이저 소결은 금속 분말 베드를 미세 레이저로 분사하고 분말을 한 번에 한 층씩 융합하여 완성된 부품 또는 프로토타입을 만든 다음 동일한 방식으로 가공 및 마무리할 수 있는 적층 제조 방법입니다. CNC에 의해 생산되는 것과 같은 방법. 90년대 초반에 도입된 이후 이 프로세스는 자동차, 항공우주, 의료/치과 산업 전반에 걸쳐 광범위한 프로토타입 및 기능 부품을 생산하는 데 사용되었습니다.

DMLS가 필요한 이유

DMLS는 단기간에 고품질 금속 부품을 제공할 수 있는 신뢰할 수 있는 방법을 제공합니다. 이 프로세스는 인쇄 후 냉각 중 수축을 최소화하고 기계 가공된 등가물을 종종 초과할 수 있는 기계적 값으로 놀라울 정도로 일관적입니다. CNC 방법에 비해 DMLS는 일반적인 재료 낭비를 90%까지 줄입니다.

DMLS는 또한 기존의 CNC 방법을 사용하여 인쇄한 후 부품을 더욱 정교하게 다듬고 일반 금속처럼 용접할 수 있기 때문에 많은 유연성을 제공합니다. 여기에는 인그레이빙 또는 엠보싱 디테일이 포함되어 많은 주얼리 디자이너가 DMLS가 제공하는 가능성을 탐구하게 되었습니다.

그러나 이와 같은 방식으로 금속을 3D 프린팅하는 공정은 다른 방법에 비해 아직 상대적으로 어리기 때문에 단점이 없는 것은 아니다. 이 프로세스는 상대적 복잡성으로 인해 현재 산업 응용 분야로 제한되어 있으며 작성 시점에 재료 선택이 여전히 상대적으로 제한적입니다. 게다가 이 프로세스는 사용 가능한 프린터의 제한된 빌드 공간으로 인해 특히 대규모 프로젝트에는 여전히 적합하지 않습니다.

이 방법으로 어떤 자료를 인쇄할 수 있습니까?

인쇄 가능한 형태로 제공되는 금속의 범위는 꾸준히 증가하고 있습니다. 작성 당시 다음은 모두 DMLS 프로젝트용 분말 형태로 제공됩니다.

<울>

스테인리스 스틸

니켈강

순은

골드

티타늄

브론즈

구리

황동

알루미늄

코발트 크롬

인코넬

금속 요소가 추가되어 금속 부품의 품질을 일부 부여하는 플라스틱 재료도 많이 있습니다. 금속 느낌을 유지하면서 더 낮은 온도에서 인쇄할 수 있습니다. 프로젝트에 가장 적합한 재료를 고려할 때 온라인에서 쉽게 구할 수 있는 각 옵션의 사양 시트를 자세히 살펴보십시오. 특히 다음 사항을 고려하십시오.

<울>

인장 강도(MPa)

굴곡 계수(GPa)

파단 신율(%)

경도(일반적으로 Rockwell B 척도로 표시되지만 여러 대체 척도가 사용됨)

최소 벽 두께

달성 가능한 정확도(µm)

어떤 후처리가 필요합니까?

우선, 모든 DMLS 인쇄는 지원 요소를 제거해야 하며 이는 종종 시간이 많이 소요되는 프로세스이므로 이를 프로젝트 일정에 고려하십시오. 이를 위해 일반적인 가공 기술을 사용할 수 있습니다.

직접 금속 레이저 소결로 생산된 마감재는 본질적으로 거칠고 거칠기 때문에 특히 부품을 나중에 주조하는 데 사용할 경우 매끄럽고 매력적인 마감재를 제공하려면 연마가 필요합니다. 이와 관련하여 전기 연마는 거친 부분을 최소화하여 부품 마감의 전반적인 품질을 크게 향상시켜 먼지가 덜 붙도록 하는 효과적인 옵션입니다. 가공이 필요하지 않기 때문에 가공 기술로 인해 손상될 수 있는 깨지기 쉬운 요소가 있는 부품에 특히 매력적인 옵션입니다.

적층 제조에 사용되는 특정 금속 분말은 인쇄 후 열처리를 통해 기계적 특성이 상당히 개선될 수 있습니다. 이러한 재료의 사양 시트에는 처리 전 및 후 특성이 나열되어야 합니다.

효과적인 볼륨 패킹 및 부품 방향

모든 적층 제조 프로젝트와 마찬가지로 가능한 한 빨리 부피 포장 요구 사항을 고려하십시오. 대부분의 DMLS 프로젝트에서 한 번에 여러 장치를 인쇄하면 비용이 절감되지만 사용 가능한 기계로 동시에 인쇄할 수 있는 장치의 수를 결정할 때 금속 부품을 인쇄할 때 일반적으로 가장 큰 문제인 부품 방향을 고려해야 합니다. 금속 부품은 인쇄 중에 필요한 지지 구조로 인해 플라스틱 부품보다 훨씬 더 구체적인 방향이 필요하므로 이를 고려하여 부피 포장을 계획해야 합니다. 이렇게 하면 자재 비용, 품질 및 전체 제작 시간 간에 합리적인 균형을 이루는 데 도움이 됩니다.