전문가 인터뷰:금속 적층 제조의 잠재력 실현에 대한 MELD Manufacturing CEO Nanci Hardwick

MELD Manufacturing Corporation은 용융 없이 금속을 3D 프린팅할 수 있는 획기적인 신기술을 개척하고 있습니다. MELD가 2018년 봄에 자회사로 분사되기 전에 10년 넘게 기술 회사인 Aeroprobe와 함께 이 기술을 개발했습니다.

MELD Manufacturing은 2018년 4월 대규모 B8 기계를 출시하면서 금속 3D 프린팅 시장에 진출했습니다. 일반적인 분말 베드 금속 3D 프린팅 공정에 도전하는 B8은 마찰을 기반으로 한 고체 제조 공정을 사용합니다. 교반 용접. 마찰과 압력을 사용하여 녹지 않고 금속을 결합하면 MELD 기술에 고유한 많은 이점이 있습니다.

이번 주에 MELD Manufacturing CEO인 Nanci Hardwick과 만나 MELD가 다른 금속 AM 공정과 차별화되는 점과 이 기술이 제조의 미래에서 할 역할에 대해 이야기하게 된 것을 기쁘게 생각합니다.

MELD Manufacturing의 비전은 무엇입니까?

MELD Manufacturing은 작년에 미국 버지니아에 위치한 여성 소유 중소기업입니다.

2018년 R&D 100 Award로 2018년을 마무리하며 런칭 이후 바쁘게 지내며 지난해 많은 찬사를 받았습니다. 모든 산업과 국가에서 가장 혁신적인 신제품을 선정하여 100개만 선정하는 국제 대회입니다.

우리의 사명은 제조에 혁명을 일으키고 현재 불가능한 것을 가능하게 하는 것입니다. . MELD에서 적층 제조의 적용 범위는 다른 AM 회사보다 약간 더 넓습니다. 여기에는 더 넓은 범위의 사용이 포함되며 재료 자체에서 시작하여 부품을 적층 제조하는 능력을 통해 계속된 다음 이미 생성된 것을 수리할 수 있어 더 큰 가치를 계속 제공합니다.

우리는 느낍니다. 오늘날 AM 제품과 디자인에는 여전히 한계가 있지만 MELD는 처음부터 시작하여 최적의 성능을 위해 진정으로 설계된 제품을 만들 수 있는 기회를 제공할 수 있습니다.

MELD 기술이 어떻게 작동하는지 설명해 주시겠습니까?

우리의 기술은 매우 독특합니다. MELD의 기본 속성은 솔리드 스테이트 프로세스라는 것입니다. 대부분의 금속 첨가제 또는 기존 공정은 금속을 녹여야 합니다. 그러나 용융 없이 금속을 처리할 수 있다는 가능성은 몇 가지 흥미로운 이점을 제공합니다.

MELD 뒤에 있는 기술은 가장 큰 장점 중 하나인 다소 단순합니다.

우리는 재료를 통과시키는 속이 빈 도구를 가지고 있습니다. 이 공정은 분말, 플레이크 칩 또는 솔리드 바를 포함하여 다양한 형태의 매우 다양한 재료를 수용할 수 있습니다.

재료가 무엇이든 간에 극한의 압력과 마찰이 작용하여 우리가 추가하는 재료뿐만 아니라 우리가 증착할 재료를 소성 변형시키기 위해 작동하는 회전 도구에 들어옵니다.

둘 다 소성 변형 상태에 있을 때 말 그대로 둘을 함께 저어줄 수 있습니다. 이 방법론을 생각하는 가장 쉬운 방법은 추가 마찰 교반 과정입니다.

교반 작용은 개별 재료 입자를 분해하여 세련된 입자 구조를 생성하여 부식 및 부식을 비롯한 향상된 강도 및 성능 특성을 제공합니다. 충격 피로 저항.

이 프로세스는 추가되는 것과 추가되는 것 사이의 우수한 결합을 가능하게 합니다. 이를 통해 사용자는 새 부품을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 기존 부품을 수리, 코팅 또는 추가할 수 있습니다.

이 과정은 우리가 작업하는 재료의 용융 온도 아래에서 발생하기 때문에 매우 유연합니다. 그 결과 용접 불가능한 금속이나 융합 기반 공정에서 사용할 수 없는 재료를 포함하여 가장 광범위한 재료를 처리할 수 있습니다.

분말, 칩과 같은 훨씬 다양한 형상의 다양한 재료를 처리할 수 있습니다. 단단한 막대 또는 철사. 재료 투입 측면에서 MELD 기계에 대한 사양이나 요구 사항은 없으며 이는 첨가제 세계에서 매우 고유합니다. 사실, AM 장비의 일부 다른 제조업체는 원자재 요구사항에 대한 엄격한 허용 오차를 가지고 있어 사용자가 재료를 구매해야 합니다.

MELD는 개방형 대기 적층 제조 공정입니다. 대부분의 금속 첨가제 장비에는 주변에 컨테이너가 있습니다. 이 용기는 진공을 생성하거나 산소를 비우고 아르곤과 같은 비산소 가스를 가져오는 데 사용됩니다. MELD와 같은 공정을 사용하면 금속을 녹이지 않을 때 다른 공정처럼 산소 픽업에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 이는 또한 보다 경제적이고 안전하며 친환경적인 적층 공정을 가능하게 합니다.

게다가, 개방된 분위기는 매우 확장 가능한 프로세스를 허용합니다. 밀폐된 분위기의 3D 프린터를 사용하면 더 큰 부품을 만들려면 프로세스를 작동할 더 큰 컨테이너를 찾아야 합니다. 그러나 MELD에서는 그렇지 않습니다. 현재 첨가제로 고려되는 일부 응용 프로그램은 선박, 우주선, 특히 수리용 교량과 같이 정말 큰 규모입니다. MELD는 개방형 대기 프로세스이므로 이러한 응용 프로그램에서 많은 자유를 얻을 수 있습니다.

장점을 계속 나열하자면, 우리 기술은 레이저를 사용하지 않기 때문에 전력이 매우 낮습니다. 재료 증착 속도는 상당히 높으며 증착되는 재료가 이미 완전히 조밀하기 때문에 완성된 부품은 후처리가 거의 필요하지 않습니다. 즉, HIP(Hot Isostatic Pressing) 또는 소결과 같은 최종 부품에 도달하기 위해 두 번째 단계가 필요하지 않습니다.

기술은 다른 금속 AM 방법과 어떻게 비교됩니까?

모든 프로세스에는 기회와 최상의 사용 사례가 있습니다. 단일 프로세스로 모든 요구 사항을 충족할 수는 없습니다. 그렇기 때문에 각 프로세스의 고유한 속성을 이해하는 것이 중요합니다. MELD의 경우 다른 금속 3D 기술과 비교할 때 고유한 특성은 고체 상태라는 것입니다.

매우 큰 부품을 확장하고 제작하거나 수리할 수 있는 유일한 기술입니다. 또 다른 고유한 기능은 기존 부품을 기계에 넣은 다음 매우 가벼운 재료에 내마모성 코팅을 원하든 마모된 부분을 수리하기 위해 재료를 추가하든 상관없이 추가 재료를 추가할 수 있다는 것입니다. 표면.

이것이 더 낮은 열 공정이라는 사실은 우리가 더 적은 잔류 응력을 생성한다는 것을 의미하며, 이는 감소된 왜곡으로 나타납니다. MELD는 왜곡 없이 매우 얇은 판에 상당한 양의 재료를 넣을 수 있습니다. 이로 인해 MELD는 자동차 및 항공우주 산업에 큰 관심을 갖게 되었습니다.

당신이 항공기 동체 패널을 제조한다고 상상해보십시오. 기존 접근 방식을 사용하면 4인치 두께의 알루미늄 판을 사용하여 재료의 80%를 기계 가공하여 무게는 최소화하지만 구조적 강도와 성능은 최대인 늑골 보강재 웹이 있는 얇은 판에 도달합니다. MELD 프로세스를 사용하면 매우 얇은 판으로 시작하여 해당 판을 파괴할 수 있는 잔류 응력을 생성하지 않고 리브 보강재를 추가할 수 있습니다.

MELD 기술의 또 다른 차별화 요소는 가장 광범위한 재료를 지원하는 반면 AM 기계는 1개 또는 2개 또는 3개의 재료만 허용한다는 것입니다.

재작성 우리가 실제로 향하는 곳으로, 우리는 또한 재료를 실제로 만들 수 있는 기회를 제공합니다. MELD 기계를 사용하면 제자리에서 자신만의 합금 및 금속 매트릭스 복합 재료를 만들 수 있습니다.

시제품 제작의 관점에서 일반적으로 적층 제조의 가치 제안을 생각하면 기업은 부품의 새로운 형상을 매우 빠르게 평가할 수 있습니다. MELD는 새로운 재료 평가에 대해 동일한 가치 제안을 제공할 것입니다. 당사 기술 사용자는 합금 레시피를 맞춤화한 다음 테스트를 수행하여 새로운 합금의 최적화 노력을 지원할 수 있습니다. 나에게 그것은 기술이 제공하는 가장 흥미로운 기회 중 하나입니다.

게다가 MELD는 재료를 재활용할 수 있는 유일한 기술입니다. 예를 들어, 기계 공장에서 기계 칩을 가져와 MELD 기계로 부품을 제작할 수 있습니다. 이는 이 프로세스가 얼마나 친환경적이고 환경 친화적인지 면에서 큰 차별화 요소입니다.

마지막으로 이러한 이점 중 일부를 결합하면:저전력, 가스를 방출하지 않으며 사용하기 매우 쉽습니다. 이러한 속성을 함께 사용하면 MELD가 이식성 측면에서 매우 매력적인 프로세스입니다. 이는 전장에 추가 기능을 제공하려는 미 육군과 같은 조직에 유용합니다. 현장에 매우 큰 장비를 보유한 발전 회사도 첨가제를 사용하여 가동 중지 시간을 최소화하고 필요한 시점에 수리하는 이점을 누릴 수 있습니다.

당신이 언급한 산업에서 금속 3D 프린팅이 매력적인 이유는 무엇입니까?

지금까지 저는 적층 제조와 특히 MELD 기술의 이점을 얻을 수 없는 산업을 아직 찾지 못했습니다. 첨가제는 재료 및 산업 응용 분야에서 많은 것을 제공합니다. 금속은 진정한 맞춤화를 향한 전체 여정의 작은 단계일 뿐입니다.

효율, 비용 절감, 성능 개선, 수리 능력, 전체 투자 감소 및 교체, 물류 꼬리 최소화 - 이 모든 것이 AM이 제공하는 이점은 내가 만난 모든 산업에서 사용할 수 있습니다.

특히 금속은 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 우리는 금속으로 된 완제품만을 생각하는 경향이 있습니다. 그러나 사실은 제품 생산에 금속을 사용하지 않는 제조업체는 없습니다. 이는 모든 제품 제조업체가 잠재적으로 AM의 혜택을 받을 수 있음을 의미합니다.

적층 제조의 현재 상태를 어떻게 설명하시겠습니까? 향후 5년 동안 환경이 어떻게 발전할 것으로 보십니까?

우리는 아직 새로운 시대의 여명기에 있습니다. 지금 사람들은 인더스트리 4.0에 대해 이야기합니다. 우리가 향하고 있는 곳이 5.0이라고 생각합니다.

단기적으로 우리는 주로 제품 제조의 최종 단계에 중점을 둡니다. 우리는 기존 제품과 더 적은 시간, 비용, 무게 및 더 적은 단계로 제품을 제조할 수 있는 방법에 대해 생각합니다.

약간의 차이는 있지만, 그 이전 단계에 중점을 두고 있습니다. 이 단계에서는 부품 전반에 걸쳐 다양한 성능 요구 사항을 고려하고 정의합니다. 진정한 진화는 재료 선택, 디자인 및 성능 요구 사항을 고려하는 단계에 있다고 생각합니다. 예를 들어, 한 영역에서는 내성이 있지만 다른 영역에서는 연성이 더 큰 부품이 필요할 수 있습니다.

제품의 개념에서 이러한 모든 요구 사항과 변수를 고려할 때 제품의 각 측면을 동시에 평가하고 최적화하는 이러한 시너지 효과만 있을 때 우리는 모든 잠재력을 충족할 수 있습니다. 적층 제조.

AM 산업이 기술 채택을 가속화하기 위해 극복해야 하는 가장 큰 단일 과제는 무엇이라고 생각하십니까?

내가 보는 일반적인 문제는 사내 전문 지식과 능력의 부족입니다. 매우 다양한 회사와 대화를 통해 적층 전략을 수립하는 책임은 일차적 책임이 아닌 추가 책임이 있는 사람에게 있는 경우가 많습니다.

적층 제조의 채택을 더 빠르게 추진하기 위해 , 기업은 내부 챔피언에게 리소스를 할당해야 합니다.

회사의 규모와 AM 측면에서 회사의 전문성 수준 사이에 상관관계가 있습니까?

아니요, 많이 다릅니다. 때로는 소규모 회사가 훨씬 더 빠르게 움직이고 훨씬 더 빠르게 의사 결정을 내릴 수 있으므로 첨가제가 최대 속도로 가져올 수 있는 경쟁 우위를 추구하기로 결정할 수 있습니다.

때로는 리소스에 대한 것만큼 리소스가 중요하지 않을 때도 있습니다. 변화율을 최대화하는 능력. 그리고 변화는 어렵습니다. 특히 일을 하는 방식이 이미 정해져 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 변경하거나 적응해야 하는 것은 항상 어려운 일입니다.

금속 3D 프린팅을 도입하려고 하지만 어디서부터 시작해야 할지 모르는 회사에 조언을 해주신다면?

3D 프린팅 기술을 평가하기 위한 프레임워크를 구성하기 위한 몇 가지 쉬운 기준이 있습니다. 여기에는 제품 크기, 제품 재료 및 잠재적 부품에 대한 성능 기준이 포함됩니다.

모든 추가 프로세스에는 주어진 작업에 대한 장단점이 있습니다. 까다로운 부분은 특정 재료 사양과 성능 요구 사항이 있는 기존 부품을 살펴보고 해당 부품을 더 낫거나 빠르거나 저렴하게 만들 수 있는 방법에 대해 생각하는 것입니다.

적층 기술의 모든 기능을 마스터하면 개선 방법에 대한 아이디어를 신속하게 얻을 수 있습니다. 이 원본 기준 목록은 시작하는 데 유용합니다. 또한 첨가물에 대한 관심을 유발하는 것이 무엇이든 교육과 첨가물이 가능하게 하는 것에 대한 친숙함으로 성장할 것이라는 점을 깨닫는 것이 도움이 됩니다.

MELD Manufacturing의 미래는 어떤 모습입니까?

우리는 내가 믿는 인더스트리 5.0을 향해 나아갈 것입니다. 오늘날에도 여전히 분리되어 있는 기능의 통합입니다. 머티리얼 디자인을 제품 디자인과 통합하고 부품을 통해 변형 및 맞춤화를 허용할 때 가능한 것이 무엇인지 계속 보여드릴 것입니다.

이러한 부품 자체의 맞춤화 및 변형 아이디어는 우리가 갈 다음 장소이며 재료 과학, 재료 설계, 기계 및 전기 공학을 함께 결합해야 합니다. MELD는 특히 이들을 하나로 모으는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리는 계속해서 적층 제조를 단순한 부품 제조 개념을 넘어 내마모성 또는 방탄 코팅을 추가하거나 부품을 맞춤화, 강화 또는 수리하기 위한 기능을 추가할 수 있는 기능으로 밀어붙일 것입니다. 우리 앞에는 아직 많은 기회가 있습니다.

올해, 우리 라인에 추가할 또 다른 장비 기계 플랫폼을 출시하여 인치가 아닌 입방 피트로 측정되는 훨씬 더 큰 제작 공간을 갖게 됩니다.

게다가, 2019년에는 운영자를 위한 인증 과정이 제공됩니다. 우리는 연구 컨소시엄을 시작하고 분명히 많은 행사에 참여하여 연설하고 전시할 것입니다.

마지막으로 더 많은 여성이 3D 프린팅 분야에 진출하는 것과 관련하여 어떤 발전이 있다고 보십니까?

좋은 질문입니다. 저는 최근에 Volvo Trucks에서 주최한 Women in Manufacturing 행사에서 연설했습니다. 남녀노소 모두가 참석한 큰 행사였습니다. 내가 좋아하는 것 중 하나는 패널에 참여하여 우리의 여정과 모든 사람이 인생에서 그들이 있는 곳까지 가기 위해 거쳐야 하는 굽은 길에 대해 이야기하는 것이었습니다.

내가 거기서 얻은 것 중 하나는 여성이 용감하고 유능하며 용감하다는 것입니다. 그들은 서로를 들어 올릴 수 있으며 목적지에 도달하기 위해 직선을 가거나 희생할 필요가 없습니다.

저에게 있어 새로운 기술의 일부가 된다는 것은 매우 흥미로운 일입니다. 이것은 정말 우리 일생의 혁명이며 오늘날 사람들이 실제로 표현하지 못하는 변화를 보게 될 것입니다. 그 일부가 된 것이 훌륭하고 누구나 할 수 있다는 것을 보여줄 수 있기를 바랍니다. 그들은 기꺼이 기회를 잡기만 하면 됩니다.

MELD 제조에 대해 자세히 알아보려면 meldmanufacturing.com을 방문하십시오.