<강한> 
Sintavia는 항공우주, 국방, 석유 및 가스와 같은 중요 산업에 금속 적층 제조 서비스를 제공하는 독립 제조업체입니다. .
적층 가공을 사용한 금속 부품의 연속 생산에 중점을 둔 이 회사는 생산 및 후가공뿐만 아니라 테스트까지 포함하는 고유한 end-to-end 서비스를 제공합니다. , 사내 실험실에서 야금 및 분말 특성화.
최근에 Sintavia는 생산에 중점을 둔 완전히 새로운 55,000평방피트 시설로 이전하는 확장 계획을 발표했습니다.
이번 주에 우리는 Sintavia의 사장인 Doug Hedges와 대화를 통해 회사가 고품질의 인증된 금속 부품을 생산하는 방법, AM이 항공우주 산업에 완벽한 이유 및 무엇에 대해 논의하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. AM 산업은 기술 채택을 가속화하기 위해 할 수 있습니다.
Sintavia는 회사의 CEO이자 회장인 Brian Neff가 2012년에 설립했습니다. 이 회사는 플로리다 포트 로더데일에 기반을 둔 독립 제트 엔진 MRO인 CTS Engines라는 회사와 함께 사내 적층 제조 노력으로 설립되었습니다.
Sintavia는 2015년에 별도의 회사로 분리되어 현재까지 있는 플로리다주 데이비로 이전했습니다.
신타비아는 하나의 회사로서 항공 분야에서 광범위한 배경 지식을 보유하고 있습니다. 우리는 이 배경을 사용하여 다양한 제품과 수직으로 통합된 회사를 만들 수 있는 기회가 있음을 보았습니다. 적층제조를 잘하려면 계측, 야금, 기계가공, 열처리, 테스트 등에 대해서도 능숙해야 합니다.
따라서 우리의 핵심 기술은 적층제조이지만 우리는 MRO 및 OEM 제조 분야는 항공 우주 및 국방, 석유 및 가스에 중점을 둔 새로운 독립형 회사를 만들었습니다.
Sintavia의 독특한 점은 수직 통합이 후처리, 품질, 야금, 스캐닝 등 우리가 하는 모든 일을 뒷받침한다는 것입니다. 이 모든 요소는 플로리다 데이비에 있는 생산 시설 내 한 지붕 아래에 있습니다.
적층 제조는 다양한 이유로 항공우주 분야에서 잘 작동합니다.
먼저, 이 기술은 항공우주 및 방위 산업의 OEM이 설계 및 테스트를 신속하게 반복할 수 있는 프로토타입 개발 도구로 시작되었다는 점에 주목하는 것이 중요합니다. 엔진. 이제 회사가 부품을 추가하여 엔진을 구축하는 수준으로 발전했습니다.
그래서 여전히 큰 동인입니다. 그러나 AM을 훌륭한 기술로 만드는 다른 모든 일반적인 이점이 있습니다. 여기에서 나는 용접물의 통합, 복잡한 주물, 경량화, 도구가 필요 없는 설계를 언급하고 있습니다. 물론 복잡성은 공짜가 아닙니다. 하지만 첨가제를 사용하면 크게 확장됩니다.
예를 들어, 부품 선택 측면에서 우리의 주요 초점은 제트 엔진 및 덕트 외부의 외부 밸브 본체입니다. 우리는 또한 항공 우주 산업 내에서 섀시 및 열교환기에 대한 신흥 시장을 보고 있습니다.
음, 일반적으로 금속 3D 프린팅은 독특한 디자인에 적합합니다.
우리가 하고 있는 작업의 초기 단계는 레이저 및 전자빔과 함께 분말층 융합을 사용하여 층별로 고압 덕트 및 구성요소를 구축하는 것입니다. 이미 업계에서 사용되는 용접물 및 주물을 대체 도구로 이 기술을 사용하면 분명히 이점이 있습니다.
하지만 첨가제의 힘은 그 이상입니다. 부품을 더 좋고 더 가볍고 더 강하게 만들 수 있어 본질적으로 성능이 향상됩니다. 궁극적으로 AM의 힘을 진정으로 활용하려면 부품을 적층 제조용으로 설계해야 합니다.
열 교환기 및 섀시와 같은 구성 요소에 적층 제조(여기서 주로 레이저에 대해 이야기하고 있음)를 사용하여 이전에는 제조할 수 없었던 형상을 만들 수 있습니다.
예를 들어, AM을 사용하여 더 빠르게 만들고 통합할 수 있는 플로우 바디 또는 밸브 어셈블리도 있습니다. 이를 통해 고객은 기존 공급망을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 더 나은 제품을 만들고 OEM 항공우주 및 방위 시장의 강점을 활용할 수 있습니다.
열 교환기를 예로 들어 보겠습니다. 적층 제조를 통해 구성 요소 내부에 매우 미세한 벽과 작고 복잡한 형상을 만듭니다. 따라서 200미크론 이하의 벽을 가질 수 있습니다. 또한 적층 제조를 통해 부품에서 열을 더 잘 전도할 수 있습니다. 열교환 기의 최종 목표는 구성 요소에서 열을 제거하여 더 많은 전자 제품을 넣을 수 있기 때문에 좋습니다.
우리는 금속 적층 제조를 사용하여 제품을 개선합니다. 밸브 본체, 외부 제트 엔진 구성 요소, 덕트 및 열 교환기에서 섀시 및 다양한 유형의 튜빙 구조에 이르기까지 복잡한 지그 및 고정 장치를 사용하여 용접하여 함께 용접하여 만든 것입니다.
그렇습니다. , 우리는 그보다 훨씬 더 많은 일을 합니다. 예를 들어, 압축기 내부에 있을 수 있는 더 작은 임펠러에서 로켓 내부에 있을 수 있는 더 큰 임펠러에 이르기까지 터보 기계 장비 내부에 있는 모든 것을 연구합니다.
우리는 본질적으로 제트 엔진인 상업용 항공우주 분야에 중점을 두고 있으며 로켓 부품이 될 추진력에도 중점을 두고 있습니다.
우리는 항공 우주 및 방위 산업 내에 "중간"을 가지고 있습니다. 여기서 저는 한때 10에서 100 조각으로 만들어졌던 모호한 구성 요소를 언급하고 있지만 이제 우리는 적층 제조를 사용하는 하나의 단일 조각.
AM은 제조 분야에서 비교적 새로운 공정입니다. 우리는 레이저나 전자빔을 사용하여 층별로 분말을 녹입니다. 본질적으로 우리가 실제로 하고 있는 일은 중소 규모의 용접물 또는 "미세 용접"을 만드는 것입니다.
이 미세 용접 공정에서는 레이저가 금속 분말을 노출시키는 곳에서 급속 냉각이 이루어집니다. 두 가지 극단적인 경우가 있습니다. 매우 뜨거운 인쇄 프로세스와 함께 급속 냉각이 발생합니다.
이러한 극단적인 온도 차이로 인해 부품이 왜곡될 수 있습니다. 따라서 이러한 부품은 주조 부품으로 만든 기존 용접물과 다릅니다. 그것들은 그 자체로 독특한 아이템입니다.
주요 과제 중 하나는 이러한 부품이 적층 제조 공정 내에서 어떻게 움직일지 예측할 수 있다는 것입니다. 이 과제의 핵심은 이 매우 현대적인 기술과 첨단 도구를 사용하여 초기에 예측을 수행하고 프로세스의 전체 조정을 돕는 것입니다.
Sintavia에서는 설계 주기 시작 시 FEA(Finite Element Analysis)를 사용하고 있습니다. Sintavia 엔지니어는 CAD 모델, 도면 및 사양의 형태로 고객으로부터 초기 데이터를 받습니다. 당사 엔지니어는 고객과 협력하여 빌드 플레이트에서 부품의 방향, 부품이 생성되는 각도 및 지지대를 사용하여 부품을 지지하거나 부품에서 열을 제거하는 방법과 같은 주요 매개변수를 해결합니다. 부품.
우리는 부품이 어떻게 왜곡되는지 예측하고 왜곡을 최소화하여 매우 충실한 부품을 만들기 위해 수학을 사용하고 있습니다. 그 부품이 어떻게 움직이고 움직일지 알아야 하므로 플랜지, 보어, 구멍 등에 스톡을 추가하여 프로세스가 끝날 때 정리할 수 있는 충분한 재고가 있는지 확인해야 합니다. 이 접근 방식을 사용하면 나중에 해당 부분의 사후 처리를 고려할 수도 있습니다.
한 가지 명심해야 할 점은 적층 제조는 복잡한 부품을 만드는 매우 강력한 공정이지만 기존 공정과 함께 사용해야 한다는 것입니다. 더하기 프로세스와 빼기 프로세스를 조정하는 것이 중요합니다.
후가공은 프린팅 공정 자체와 생산 후 해당 부분에 수반되는 후가공 간의 조율된 노력이 필요합니다.
대부분의 사람들이 보지 못하는 일반적인 문제는 공정 후 분말 제거입니다. 인쇄 공정 후에는 부품에서 모든 분말을 제거해야 합니다. 이러한 부품 중 일부는 형상이 매우 복잡하기 때문에 초음파 또는 기존 진동 시스템과 같은 맞춤형 기계를 만들어 분말을 제거합니다.
다음 단계 전에 부품에서 분말을 제거하는 것이 일반적이며, 이는 거의 항상 스트레스 해소입니다. 우리는 진공 용광로 또는 상자 용광로를 사용하여 사내에서 응력을 제거하여 적층 제조 공정에서 잔류 응력을 제거하고 있습니다.
그곳에서 철사 EDM이나 띠톱으로 이동하여 플레이트에서 부품을 제거합니다. 그런 다음 물론 지지대를 제거해야합니다. 이러한 지지대는 단순한 격자 지지대부터 부품을 고정하고 매우 큰 니켈 초합금 부품을 생산하는 데 사용되는 매우 견고한 것까지 무엇이든 될 수 있습니다. 이들은 많은 열적 스트레스를 받습니다.
이 때문에 이러한 부품에서 지지대를 제거하려면 매우 강력한 기계 공정이 필요할 수 있습니다. 여기에는 상당한 작업이 포함될 수 있습니다. 그리고 내가 '기계 공정'이라고 말할 때 이것은 많은 다른 것을 의미할 수 있습니다. 그것은 부품에서 지지대를 제거하기 위해 매우 단단한 5축 공작 기계에 플라이어로 그것을 부수는 것만큼 쉬운 것을 의미할 수 있습니다.
이 시점에서 몇 가지 선택이 있습니다. 예를 들어, 현장에서 제공하는 HIP로 이동하거나 기계 가공을 사용할 수 있습니다. 이 경우 가공이라고 하면 인쇄하기 위한 가공을 의미합니다. 따라서 이것은 기계 공장에서 볼 수 있는 것과 실제로 다르지 않습니다.
대부분의 경우 많은 컨트롤이 포함된 2D 도면이 있으며 사양에 맞게 부품을 가공합니다.
분명히 말해서, 우리는 실제로 분말 자체를 개발하지 않습니다. 그러나 우리는 과거에 상업적으로 이용할 수 없었던 합금을 회사가 개발하도록 돕는 데 참여해 왔습니다.
예를 들어, 공구강 또는 스테인리스강의 변형을 가진 회사와 함께 일하고 있습니다. 이들은 일반적으로 미래에 어떤 종류의 성능 이점을 위해 사용하기 위해 개발한 특수 합금입니다.
항공우주 산업을 위한 비행 승인 분말 솔루션이 있습니다. 우리는 분말을 조달하여 실험실로 가져와 빌드가 시작되기 전에 수많은 테스트를 통해 실행합니다.
Sintavia의 강점 중 하나는 실험실 내 분말의 완전한 현장 특성화입니다. 이를 통해 분말에 어떤 일이 일어나고 있는지 샘플링하고 이해할 수 있습니다. 일반적으로 다른 회사에서 이 프로세스를 아웃소싱합니다. 따라서 분말 공급업체로부터 재료를 조달하는 동안 흐름 테스트, 형태, 입자 크기 분포, 가스 분석, 화학 등을 위한 ICP를 수행합니다.
우리는 분말이 고객의 제조 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 약 8~9개의 테스트를 실행합니다. 그런 다음 분말이 사용됨에 따라 이러한 분말 샘플을 샘플링하고 보관하여 빌드가 계속됨에 따라 분말에 어떤 일이 발생하는지 이해합니다. 이는 분말이 점진적으로 사용됨에 따라 분말에 어떤 일이 발생하는지 정확히 이해할 수 있음을 의미합니다.
이번 달에 새 시설을 열게 되어 매우 기쁩니다.
새 시설은 55,000평방피트가 될 것이며 이 시설은 과거의 성공을 기반으로 할 것입니다.
핵심 포인트는 그것이 생산을 기반으로 한다는 것입니다. 우리는 3천만 달러 이상의 새로운 기계, 더 큰 현대식 AM 장비, 분말 처리 시스템, 백업 발전기, 전원 공급 장치, 불활성 가스를 수용할 것입니다. 우리는 Sintavia와 South Florida에 최대 135개 이상의 새로운 일자리를 추가할 것으로 예상합니다.
새로운 시설은 실제로 우리가 지금까지 해온 시설에서 12대의 기계를 실행하고 최대 65대의 55,000평방피트 시설로 확장하는 더 작은 규모의 비전입니다. 기계.
적층 가공, 열처리 분야에서 많은 노력을 기울일 것입니다. 후처리, 마무리, 세척 등.
기본적으로 우리는 하나의 단일 시설 내에서 적층 공정을 제어하려고 합니다. 이것이 바로 비즈니스 모델입니다. 우리는 우리가 한 일을 확장하고 이를 OEM 고객을 위해 품질과 반복성을 보장하는 제조 프로세스로 가져오고 싶습니다.
네, 물론입니다. 우리는 자동차와 의료 모두에서 몇 가지 일을 진행하고 있습니다. 그리고 첨가제도 의미가 있는 다른 산업이 있습니다.
예를 들어, 우리는 산업용 가스 터빈에 관여하고 있습니다. 우리의 배경은 항공 가스터빈이지만 에너지용 지상 기반 가스터빈은 기본적으로 규모가 크고 약간 다른 항공 터빈 엔진입니다.
이 기술은 생물 의학 분야에도 매우 잘 적용됩니다.
Sintavia는 AS9100 인증을 받았습니다. AS9100은 항공우주 산업을 위한 품질 관리 시스템입니다. 우리 연구실은 기계적 측정에 대해 ISO 17025 인증을 받았으며 이는 분말 특성화 및 화학에서 인장 테스트 및 피로 테스트에 이르기까지 모든 것을 의미할 수 있습니다.
생물 의학 산업에는 다른 인증 기관이 있습니다. 대부분은 ISO 13485입니다. AS9100이 있으면 ISO 13485로 이동할 수 있습니다. 이러한 다른 산업 사이를 이동하는 것은 그다지 도약이 아닙니다. 결국 품질은 품질이고 프로세스는 프로세스입니다. 항공 우주를 할 수 있다면 다른 시장으로 전환할 수 있습니다.
또한 말씀드린 모든 것 외에도 품질 관리가 가장 중요한 부분입니다.
첫 날부터 AS9100으로 품질 시스템 개발에 주력해 왔습니다. ISO 및 Nadcap 인증. 이는 모두 OEM 고객에게 매우 유익하며 다른 산업에도 분명히 도움이 될 것입니다.
우리가 가진 모든 기술과 분석 능력에 대해 우리는 비즈니스를 이끄는 요소에 진정으로 집중해야 합니다. 비즈니스는 돈과 속도에 의해 움직입니다. 이는 기술이 더 빠르고 저렴하며 더 확립되어야 함을 의미합니다.
그렇지만 우리는 상황이 어떻게 변하고 있는지 보고 있습니다. 여기 Sintavia에서 우리는 금속 AM이 어떻게 진화했는지 보았습니다. 예를 들어, 한때 알루미늄은 적층 제조에서 인쇄하기가 비교적 까다로운 재료였으나 이제는 거의 일반화되었습니다. 추가 레이저를 볼 때 전문 지식과 적층 부품 설계를 볼 때 고객에게 더 빠른 속도와 비용 절감을 제공할 것입니다.
이 모든 것은 역사적으로 프로토타입 산업에서 나온 것이며 우리는 이를 연속 생산으로 옮기고 싶습니다. 더 빠르고 저렴하게 만들고, 품질을 제공하고, 금속 첨가제가 제공할 수 있다는 사실을 모두가 알고 있는 이점을 제공하기 위해 우리가 해야 할 특정한 일이 있습니다.
우리가 정말로 해야 할 일은 생산 방식으로 부품을 만들기 시작하는 것입니다. 중요 산업의 경우 완전한 기능을 갖춘 실제 금속 부품을 생산하고 있는지 확인해야 합니다.
우리는 이러한 부품이 기계적 특성에 있어 주물과 매우 잘 경쟁한다는 것을 알고 있습니다. 올바른 공정과 통제가 주어진다면, 그들은 또한 원제품, 심지어 어떤 경우에는 단조 제품과도 경쟁할 수 있습니다.
품질 관리, 즉 품질 요구 사항을 이해하고 귀하의 부품을 검증할 수 있는 것은 앞으로 변화를 가져올 것입니다.
그러나 우리는 또한 기술이 아직 비교적 새롭다는 사실을 간과할 수 없습니다. 업계로서 우리는 처음으로 많은 일을 하고 있습니다.
즉, 프로세스의 프론트 엔드가 먼저 학습되어야 함을 의미합니다.
예를 들어 프로세스 초기에 엔지니어는 지원 전략을 이해해야 합니다. 부품 형상과 지지 형상을 최적화하는 최선의 방법을 배우는 데 시간을 할애하십시오. 그러면 더 나은 부품을 생산하는 데 도움이 되고 지지대가 상대적으로 쉽게 제거됩니다.
이 작업 덕분에 시작하면 비용이 많이 들고 시간이 많이 소요되는 지지대 제거 단계를 수행하여 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 부품을 만들기 위한 엔지니어링 노력은 제품을 하나씩 만들어가는 성숙 단계에 도달하는 데 정말 중요합니다.
매우 흥미진진해 보입니다! 물론, 우리가 새로운 시설로 이사할 때 매우 어려워 보입니다. 우리는 린 제조를 구현합니다. 우리는 OEM 및 공급망을 위해 의도적으로 개발된 최초의 대규모 린 적층 제조 시설을 보유하고 있습니다.
2019년에는 고객을 위한 부품을 검증하고 개발하는 측면에서 지난 몇 년 동안 해왔던 많은 작업을 계속할 것입니다.
이름은 밝히지 않겠지만 전 세계의 주요 항공우주 회사를 보면 우리가 그 회사를 위해 사업을 하고 있을 가능성이 매우 높습니다.
일부 국가에서는 Honeywell과의 관계와 같이 Honeywell Aerospace의 비행 준비 부품을 제조하도록 승인된 최초의 AM 공급업체입니다. 우리는 Honeywell과 협력하여 현재 시설과 다음 시설을 사용하여 Honeywell을 위한 생산 부품을 만들고 있습니다.
Honeywell은 이 기술을 비교적 빠르게 채택하고 있으며 많은 응용 프로그램을 보유하고 있습니다. 그러나 Honeywell 외부로 이동하면 기체나 엔진 발전소, 항공우주 및 방위 공급업체에 관계없이 우리가 지금 작업을 수행하고 있는 좋은 기회가 있습니다.
2019년과 2020년은 금속 첨가제의 채택에 관한 한 우리에게 상대적으로 큰 해로 봅니다. Honeywell이 오늘 여기에 있다는 것은 정말 흥분되는 일이지만 앞으로 몇 년 안에 더 많은 고객이 연속 생산을 하게 될 것이라는 사실을 알게 될 것입니다.
우리는 전 세계 OEM에게 해당 리소스를 제공하도록 회사를 조정하여 적층 제조로 이러한 부품을 생산하기 위한 수직 통합 파트너인 원스톱 샵을 가질 수 있도록 합니다.
품질이 우리의 초점임을 강조하고 싶습니다.
당사의 고객은 의심의 여지 없이 세계에서 가장 위험을 회피하는 고객입니다. 적층 제조로 만든 이러한 중요한 부품을 편안하게 비행하려면 품질이 가장 중요합니다.
결국 우리는 제품을 엔지니어링 도면 및 사양에 맞게 조정하여 실제 응용 프로그램에서 사용하고자 합니다. 그러기 위해서는 적합성에 중점을 두어야 합니다.
또한 오늘날 AM은 모든 언론의 관심이 집중되고 많은 시간과 돈이 소비되는 곳입니다. 그러나 궁극적으로는 적층 제조로 만든 부품을 고객의 엔지니어링 요구 사항에 맞추는 것이어야 합니다.
그래, 우리는 적층 제조에 대해 이야기하고 싶습니다. 하지만 고급 조작. 저는 적층 제조라는 유행어에서 벗어나 우리가 정밀 항공우주 부품의 선진 제조업체라고 말하고 싶습니다. 우리는 고객이 현재 설계를 크게 개선할 수 있도록 고급 부품을 만들고 싶습니다.
Sintavia에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하십시오. https://sintavia.com/
Doug Hedges는 OEM 실험 구성 요소 설계에서 업계 표준 사양 및 제어를 기반으로 한 FAA 승인 수리, 변경 및 구성 요소 개발에 이르기까지 항공우주 산업에서 20년 이상의 경험을 보유하고 있습니다.
Sintavia에 합류하기 전에는 CTS Engines의 수석 엔지니어, General Electric 제트 엔진 정밀 검사를 위한 수리 및 프로세스 개발, HEICO Aerospace의 수석 프로젝트 엔지니어, Kapco Global의 수석 PMA 엔지니어, Rolls-Royce의 설계 엔지니어. Doug는 미네소타 대학교에서 기계 공학 학사 학위를 받았습니다.
전문가 인터뷰
AMFG의 전문가 인터뷰 시리즈는 적층 제조의 미래를 형성하는 데 도움이 되는 혁신적인 기업과 개인을 소개합니다. 시리즈 참여에 대한 자세한 내용은 [email protected]로 문의하세요.
3D 프린팅
기본부터 시작하겠습니다 적층 제조(종종 쾌속 프로토타이핑 또는 3D 인쇄라고도 함)는 재료 층이 한 번에 하나씩 쌓여 단단한 물체를 만드는 제조 방법입니다. 다양한 적층 제조 및 3D 프린팅 기술이 있지만 이 기사에서는 설계에서 최종 부품까지의 일반적인 프로세스에 중점을 둘 것입니다. 최종 부품이 빠른 프로토타입이든 최종 사용 기능 부품이든 일반적인 프로세스는 크게 변경되지 않습니다. 본론으로 들어가 봅시다. CAD에서 제조 가능한 모델을 어떻게 설계합니까? 디지털 모델을 생산하는 것은 적층 제조 공정의 첫 번째 단계입니다.
제품 개발 속도가 빨라짐에 따라 디자인 규칙이 바뀌고 있습니다. 이것은 금속 적층 제조에서보다 더 분명한 곳은 없습니다. 직접 금속 레이저 소결은 의료 및 항공 우주 산업에서 상당한 잠재력을 가진 금속 적층 제조 기술입니다. 그러나 초기 설계 단계에서도 새로운 사고 방식이 필요합니다. 제품 설계 및 제조를 보다 빠르고 혁신적으로 만들기 위해 새로운 기술을 검토할 때 디자이너가 직면해야 하는 전환을 여러 가지 방법으로 나타냅니다. DMLS에는 몇 가지 이점이 있는데, 주로 설계자가 시간과 비용을 절약하면서 비정상적인 형태로 설계를
