적층 제조 및 사출 성형 — 생산 수명 주기에 대한 새로운 비전

현재 제조업체들 사이에서 하이브리드 프로세스에 많은 관심이 있습니다. 즉, 여러 제조 기술을 결합하여 그렇지 않으면 어렵거나 심지어 불가능한 결과를 달성하는 관행입니다. 이것은 순전히 프로토타이핑 도구에서 실행 가능한 생산 기술로의 적층 제조의 핵심 부분입니다. AM이 궁극적으로 생산 워크플로에서 기존의 빼기 방식을 대체하는 방법에 대해 많이 작성되었지만 현재 증거는 이 비전을 지원하지 않습니다. 최근 AM 혁신 및 성공 사례에 따르면 AM을 생산 수명 주기의 표준 부분으로 설정하는 것은 실제로 효과적인 하이브리드 프로세스와 이를 활용하는 강력한 시스템의 개발입니다.

사출 성형이 일반적으로 활용되는 프로젝트(예:자동차 부품)를 고려하십시오. 수년 동안 모범 사례는 프로토타입 단계에서 적층 제조 기술을 사용한 다음 최종 생산 부품에 사출 성형을 사용하는 것이었습니다. 이것은 논리적 시스템입니다. AM은 일회성 프로토타입을 최소한의 비용으로 신속하게 전달할 수 있음을 의미하며 사출 성형은 대규모 생산이 시작될 때 일관성, 품질 및 비용 효율성을 제공합니다. 그러나 이 접근 방식에도 단점이 없는 것은 아닙니다.

금속 금형은 생산하는 데 비용과 시간이 많이 소요되며 일반적으로 생산에 약 6주가 소요되고 공구 비용이 주요 지속적인 비용이 되는 경우가 많습니다. 이로 인해 이전에는 부품이 여러 번 반복되는 프로토타입 단계에서 사용하기에 비실용적이었습니다. 각 반복에는 자체 금형이 필요했습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 생산 부품에 3D 인쇄 사출 금형을 사용하는 것이 점차 인기를 얻고 있습니다. 이러한 방식으로 금형은 필요할 때마다 빠르고 비용 효율적인 방식으로 생산할 수 있으며 계획된 생산 부품과 동일한 재료 품질의 프로토타입을 제공할 수 있습니다.

여기서 핵심 과제는 사출 성형에 필요한 기계적 품질을 제공할 인쇄 가능한 재료를 선택하는 것입니다. 예를 들어 플라스틱 주형은 열에 매우 다르게 반응하므로 뒤틀림을 방지하기 위해 프로젝트 계획 단계에서 이를 고려하는 것이 중요합니다. 또한 플라스틱 도구는 사용 후 더 오랜 시간 동안 냉각되어야 하며(이상적으로는 공기 사용), 이는 전체 프로젝트 일정에 반영되어야 합니다. 또한 일반적으로 공구를 사용한 강철 주형보다 적은 부품을 생산하여 사용할 수 없게 되기 전에 약 50개의 부품을 제공합니다.

따라서 AM은 새로운 공정 향상과 비용 절감의 기회를 제공하지만 대규모 생산이 시작되면 금형이 가장 실용적인 옵션입니다. 3D 금속 프린팅 기술(예:DMLS)의 등장으로 인해 일반적인 대기 시간 없이 금형 버전과 동일한 엄격한 표준으로 금속 금형도 인쇄할 수 있습니다. 또는 금형을 대량으로 생산하기 전에 금형을 테스트해야 하는 프로젝트입니다.

따라서 이는 단순히 3D 프린터를 기존 프로토타입/생산 주기에 연결하는 문제가 아닙니다. 최적의 결과를 얻으려면 완전히 새로운 워크플로를 설정해야 합니다. 그러나 잠재적인 보상은 크므로 제조업체는 프로토타이핑과 생산 모두에 대해 더 빠르고 민첩한 접근 방식을 취할 수 있습니다. 프로토타입은 생산 버전에 사용되는 것과 똑같은 재료를 사용하여 생산할 수 있으므로 오류를 식별하고 훨씬 더 빠른 속도로 미세 조정을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 프로토타입에서 생산으로 이동하는 데 필요한 시간을 빠르게 줄일 수 있습니다. 생산이 시작되면 필요에 따라 새로운 금형을 생산할 수 있어 보관 비용을 줄이고 운영 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다.

3D 프린팅된 금형의 사용은 의료(매우 엄격한 규정의 적용을 받는 수술 부품 제작용) 및 자동차(타이어 및 기타 자동차 부품 제작용)를 포함한 다양한 분야에서 이미 탐색되고 있습니다. 부품 생성의 유연성이 필요한 부문은 이 접근 방식의 이점을 쉽게 얻을 수 있습니다.

이것은 적층 제조가 전통적인 방법을 대체하기 보다는 보완하기 위해 어떻게 사용될 수 있는지 보여주는 한 가지 예일 뿐입니다. 잘 관리되는 워크플로의 일부로 통합되면 각각의 단점이 완화되고 장점이 향상됩니다.