전문가 인터뷰:Armin Wiedenegger, voestalpine High Performance Metals GmbH

금속 3D 프린팅은 계속해서 제조 분야에 진출하고 있습니다. 오늘날 이 기술은 다양한 산업 분야에서 고부가가치, 소량 애플리케이션을 위한 효과적인 생산 솔루션이 되고 있습니다. 그러나 금속 3D 프린팅의 지속적인 발전은 신소재 개발에 크게 좌우됩니다.

금속 3D 프린팅을 위한 재료 개발을 진행하는 회사 중 하나는 유럽에서 가장 큰 철강 기반 기술 회사 중 하나인 voestalpine입니다.

보에스탈핀은 고성능 금속 사업부에서 AM 재료에 대한 전문성을 몇 년 동안 구축한 후 2016년 뒤셀도르프에 적층 제조 센터를 열었습니다. 이후 대만, 북미, 싱가폴에 지사를 오픈하는 등 지속적인 노력을 기울이고 있다.

이번 주 전문가 인터뷰에서 AMFG는 voestalpine High Performance Metals GmbH의 적층 제조 전략 및 사업 개발 담당자인 Armin Wiedenegger와 금속 AM 분말, 첨단 애플리케이션 및 성공 사례.

보에스탈핀에 대해 말씀해 주시겠습니까?

Voestalpine은 재료 및 가공 전문 지식의 독특한 조합을 제공하는 글로벌 기술 및 자본재 그룹입니다.

유럽의 자동차 및 소비재 산업과 전 세계의 항공우주, 석유 및 가스 산업의 선도적인 파트너로서 철강 및 기타 금속을 사용한 제품 및 시스템 솔루션을 제공합니다.

당사 적층 제조 활동은 voestalpine Group의 고성능 금속 사업부의 일부로, 공구강의 글로벌 시장 리더이자 고속강, 밸브강 및 기타 특수강과 분말 재료로 만든 제품의 선두 공급업체입니다. 니켈 기반 합금, 티타늄 및 적층 제조 기술을 사용하여 생산된 구성 요소.

금속 3D 프린팅을 위한 재료 개발과 관련된 문제는 무엇이며 프로세스에 평균적으로 얼마나 걸립니까?
금속 적층 제조를 위한 분말 재료 개발은 시간이 많이 소요되는 과정입니다.

예를 들어 완전히 새로운 합금을 개발하는 데는 1~3년이 소요될 수 있습니다. 개선된 3D 인쇄 가능성을 위해 기존 합금을 최적화하는 것이 더 빨리 수행될 수 있지만 여전히 최대 1년의 연구, 테스트 및 검증이 필요합니다.

물론 고품질 금속 분말은 성공적인 금속 3D 프린팅에 매우 중요합니다. 일관된 금속 부품을 만들려면 비슷한 크기의 구형 금속 입자가 조밀하게 채워진 분말이 필요합니다.

이를 달성하기 위해 금속 분말은 가스 분무 공정을 사용하여 조심스럽게 제조됩니다.

보에스탈핀에서는 이 분무 공정을 사용하여 기존 합금에서 금속 분말을 만드는 데 몇 주가 걸립니다.

고성능 금속 부문은 여러 3D 프린팅을 보유하고 있습니다. 전 세계를 중심으로. 현재 어떤 금속 3D 프린팅 기술을 사용하고 있습니까?

우리의 적층 제조 센터에는 두 가지 금속 적층 제조 기술이 사용됩니다.

Powder Bed Fusion으로 더욱 섬세한 디자인을 연출할 수 있습니다. 그러나 이 프로세스는 DMD에 비해 느리고 비용이 많이 드는 경향이 있습니다.

DMD 기술과 관련하여 우리는 분말 및 와이어 형태의 금속 재료를 사용합니다. 그러나 이 기술은 Powder Bed Fusion보다 저렴하지만 설계 기능 측면에서 유연성이 떨어집니다.

특정 산업이나 업종을 대상으로 합니까?

우리의 주요 목표는 금속 3D 프린팅의 이점을 크게 누릴 수 있는 도구 제작과 석유 및 가스 시장입니다.

voestalpine의 성공 사례를 공유할 수 있습니까?

네, 그렇습니다.

보에스탈핀에서 금속 적층 가공을 성공적으로 적용한 것 중 하나는 우리가 차량용으로 개발한 경량 엔진 후드 힌지입니다.

이 부품은 voestalpine이라고 합니다. LightHinge+는 자동차 엔지니어링 회사인 Edag와 시뮬레이션 소프트웨어 회사인 Simufact와 협력하여 개발되었습니다.

전통적인 제조 방식에서 엔진 후드 힌지의 생산은 특히 높은 조립 및 툴링 비용 때문에 매우 비쌉니다.

또한, 이러한 기존의 부품 무게는 약 1.5kg입니다. 차량에는 40개 정도가 필요하기 때문에 차량 중량이 상당히 증가합니다.

따라서 우리는 토폴로지 최적화 및 시뮬레이션 도구의 힘을 활용하여 구성 요소의 무게를 최적화했습니다. 필요한 형상은 Powder Bed Fusion을 사용해서만 생산할 수 있었습니다.

PBF 공정을 위한 부품을 설계할 때 일반적으로 성공적인 인쇄를 위해 많은 지지 구조가 필요합니다. 그러나 지지 구조는 많은 재료 낭비를 발생시키고 힘든 후처리를 초래합니다.

지지 구조는 우리가 최적화하고 싶었던 또 다른 영역이었습니다. 결과는 훌륭했습니다.

Simufact의 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 지지 구조의 부피를 부품 총 중량의 절반 이상에서 18% 미만으로 줄이는 데 도움이 되었습니다. 또한 최적화 기술을 통해 후처리 단계에서 지지대를 제거하는 데 필요한 시간과 노력을 최소화할 수 있었습니다.

결국 판금 제조.

적층 제조 산업의 현재 상태를 어떻게 보고 있으며 어떻게 발전하고 있다고 보십니까?

단품 생산에서 연속 생산으로 적층 제조가 점점 더 많이 이동하고 있습니다. 이는 제조 솔루션으로서 기술에 대한 인식이 높아지고 있음을 나타냅니다.

금속 3D 프린팅의 채택을 가속화하기 위해 여전히 극복해야 할 과제는 무엇입니까?

AM은 생산 가능한 기술을 향한 여정에서 몇 가지 도전에 직면해 있습니다.

첫째, 생산 속도가 향상되어야 합니다.

둘째, 더 넓은 시장을 위한 기술의 잠금을 해제하려면 장비 비용을 낮춰야 합니다.

마지막으로 금속 3D 프린팅의 광범위한 채택을 달성하려면 AM 가치 사슬을 더욱 통합해야 합니다. 여기에는 설계에서 제조, 관리에 이르는 다양한 소프트웨어 솔루션의 통합과 후처리 단계의 최적화가 포함됩니다.

voestalpine의 고성능 금속 사업부에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하십시오. https://www.voestalpine.com/highperformancemetals/en/