금속 3D 프린팅을 위한 5가지 혁신적인 사용 사례

올해의 Wohlers 보고서에 따르면 금속 3D 프린팅은 작년에 급속한 성장을 보였습니다. 모든 산업 응용 분야가 이 기술에 적합한 것은 아니지만 금속 3D 프린팅이 올바른 제조 선택이 될 수 있는 몇 가지 경우가 있습니다. 더 큰 설계 자유도, 복잡성 및 적은 비용:이러한 이점과 더 많은 것은 금속 3D 프린팅 기술에 대한 투자가 기업이 혁신적인 제품을 생산하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지를 보여줍니다. 오늘 우리는 이미 이 제조 방법에 매우 적합한 것으로 입증된 금속 3D 프린팅의 응용 프로그램을 살펴볼 것입니다.

의료 기기

의료 산업은 프로토타입 제작에 3D 프린팅을 사용하고 수술 계획에 3D 모델을 사용한 오랜 역사를 가지고 있습니다. 생의학 및 의료용 3D 프린팅의 엄청난 발전은 이제 보다 개인화된 치료의 전망을 현실로 만들었습니다. 여기에서 금속 3D 프린팅이 등장하여 의료 전문가에게 맞춤형 일회용 의료 기기를 비용 효율적인 방법으로 제공합니다. , 임플란트 및 틀니와 같이 환자의 해부학적 구조에 고유하게 맞춤화됩니다.

이렇게 복잡하고 복잡한 장치를 만드는 것은 특히 높은 생산 비용 때문에 주조나 기계가공과 같은 전통적인 접근 방식으로는 쉽게 접근할 수 없습니다. 반면에 금속 3D 프린팅은 매우 복잡한 부품을 소량으로 생성하는 작업에 고유하게 적합하므로 경제적으로 실행 가능한 의료용 대안이 됩니다.

티타늄, 코발트 크롬 합금, 탄탈륨과 같은 생체 적합성 금속과 금, 은, 백금과 같은 귀금속은 이미 의료 기기를 3D 프린팅하는 데 사용할 수 있습니다. 적절한 사례:금속 3D 프린팅 덕분에 호주 신경외과 의사는 환자의 신경통을 완화하기 위해 티타늄 척추 임플란트를 제작할 수 있었습니다. 임플란트는 환자의 해부학적 구조에 완벽하게 맞도록 설계되었지만 기성품 교체품은 같은 방식으로 통증을 완화할 수 없었을 것입니다.

치과를 살펴보면 금속 3D 프린팅을 사용하여 고도로 맞춤화된 치과 부품을 소량으로 만들 수 있습니다. Argen은 치과 디지털 기술을 전문으로 하는 회사 중 하나이며 분말 형태의 금속 합금을 사용하여 주문형 치과 수복물을 생산합니다. 이 경우.

항공기 부품

금속 3D 프린팅은 특히 이 기술을 사용하여 경량 금속 부품을 만들어 효율성을 높일 수 있기 때문에 항공우주 산업에 큰 도움이 되었습니다. 임펠러, 열교환기, 인젝터 및 연소기 라이너를 포함하여 많은 항공기 구성 요소를 이미 금속으로 3D 인쇄할 수 있습니다. 이러한 비행에 중요한 구성 요소는 당연히 엄격한 인증 프로세스를 거쳐야 하지만 많은 부분이 이미 항공기에 탑재되어 있습니다. 예를 들어, 3D 프린팅된 티타늄 브래킷은 Airbus의 양산 상용 항공기인 A350 XWB에 사용됩니다. 보잉은 또한 787 드림라이너에 3D 프린팅된 구조용 티타늄 부품을 설치할 예정이다.

GE는 금속 3D 프린팅 분야를 개척하는 또 다른 회사입니다. 이 회사는 유명한 3D 인쇄 연료 노즐 외에도 3D 인쇄 및 다양한 금속을 사용하여 생산된 구성 요소의 1/3 이상을 사용하는 고급 터보프롭 엔진인 GE Catalyst도 구축하고 있습니다. 설계에 대한 새로운 접근 방식을 통해 GE 엔지니어는 구성 요소를 보다 효율적으로 만들 수 있었습니다. 분리된 부품의 수를 855개에서 12개로 줄임으로써. 이 새로운 디자인은 엔진의 연료 소모를 20%까지 낮추고 10%의 출력 증가를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

장신구

보석 산업은 이미 금속 3D 프린팅을 최대한 활용하여 독특하고 이전에는 상상할 수 없었던 디자인에 생명을 불어넣고 있습니다. 그러나 디자인 혁신과는 별도로 금속 3D 프린팅을 사용하는 이점에는 리드 타임 단축, 재료 낭비 감소(값비싼 귀금속의 경우 특히 유용), 경쟁이 치열한 시장에서 차별화할 수 있는 기회가 있습니다.

예를 들어 보석 회사인 Boltenstern은 EOS의 PRECIOUS M 080을 사용하여 금과 백금으로 3D 인쇄된 "Embrace" 보석 컬렉션을 만들었습니다. 이 기술을 사용하여 Boltenstern은 이전에는 달성할 수 없었던 수준의 사용자 정의 및 설계 복잡성을 생성할 수 있었습니다. 마찬가지로 시계 제조 회사인 Montfort는 고정밀 금속 바인더 분사 기술을 사용하여 'Strata' 시계 컬렉션을 위한 스틸 다이얼을 제작하여 전통적인 제조 기술로는 불가능한 고도로 복잡한 기하학을 구현했습니다.

예비 부품



석유 및 가스 또는 국방과 같은 산업의 경우 자주 제한되는 공급 관리 원격 및 연안 위치에서 부품을 교체하는 것은 중요한 과제입니다. 특히 외딴 지역의 경우 공급 지연이 전례가 없는 일이 아닙니다. 다행히도 3D 프린팅은 실제 사용 지점 근처에서 부품을 생산할 수 있는 능력 덕분에 예비 부품 공급망을 변화시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 주문형 3D 프린팅 금속 부품의 전망은 값비싼 재고 비용을 줄이는 데도 도움이 될 수 있습니다.

또한 기존 버전의 부품이 없는 경우에도 3D 프린팅을 사용할 수 있습니다. 이 경우 리버스 엔지니어링과 함께 3D 프린팅을 사용하여 폐기된 부품의 복제 버전을 비용 효율적으로 생산할 수 있습니다.

도구

놀랍게도 금속 3D 프린팅은 도구 보조 도구를 만드는 데도 유용합니다. 제조 공정의 핵심 요소인 금형 캐비티는 캐비티 구성에 맞게 냉각되고 경화되는 용융 재료로 채워집니다.

전통적으로, 금형은 CNC 밀링되며 최종 설계가 달성되기까지 몇 주가 소요되는 여러 설계 반복을 거칠 수 있습니다. 이 과정에서 많은 재료가 낭비되어 비용과 시간이 많이 소요되는 설정 단계가 발생합니다. 그러나 금속 3D 프린팅을 사용하면 사출 금형을 훨씬 더 비용 효율적으로 생산할 수 있습니다. 이 기술은 필요한 경우에만 재료를 사용하여 재료 낭비를 줄이고 더 빈번한 설계 변경과 더 빠른 처리 시간을 가능하게 합니다.

게다가 , 적층 제조를 사용하여 엔지니어는 기능이 향상된 사출 금형을 만들 수 있습니다. 이는 설계 내에서 보다 복잡한 모양의 냉각 채널을 통합하여 달성할 수 있습니다. 금형 내에서 균일한 열 전달은 더 큰 냉각 특성을 달성하는 데 도움이 됩니다. 금형 공급업체 Conformal Cooling Solutions는 로봇 증착 시스템과 공구강(탄소 및 합금강) 재료를 사용하여 등각 채널이 있는 사출 금형을 3D 프린팅합니다. 이 기술을 사용하여 회사는 부품 품질을 향상시키면서 주기 시간을 25% 단축할 수 있습니다.

금속 3D 프린팅:언제 그것이 올바른 솔루션입니까?

일반적으로 금속 3D 프린팅은 전통적인 생산 방법을 사용하여 제작하기 어렵거나 매우 비용이 많이 드는 복잡한 맞춤형 부품을 생산하는 데 이상적인 기술입니다. 3D 프린팅이 비교적 최근에 발전했음에도 불구하고 3D 프린팅 금속 부품은 이미 광범위한 응용 분야와 산업에서 큰 가능성을 보여주었습니다.

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