AM 프로덕션으로 전환할 때 고려해야 할 5가지 요소

3D 프린팅은 제조업의 변화를 주도하는 핵심 기술 중 하나입니다. 그러나 생산에서의 잠재력을 최대한 활용하려면 기업은 적층 제조(AM)에 적합한 인프라를 구축해야 합니다.

반복성에서 자동화에 이르기까지 3D 프린팅에서 최종 부품 생산으로의 전환을 지원하는 5가지 핵심 요소와 전환에 도움이 될 수 있는 솔루션을 살펴봅니다.

1. 추적성

추적성은 현재 생산을 위해 적층 제조를 채택하는 회사가 직면한 주요 관심사 중 하나입니다.

제조에서 추적성은 제조 공정 전반에 걸쳐 모든 부품과 제품을 추적하는 능력을 의미합니다. 원자재는 최종 제품이 출하되는 순간까지 공장에 들어갑니다.

특히 항공우주 및 의료와 같은 산업에서 규정, 보고 및 품질 관리 요구 사항이 적용됨에 따라 AM이 널리 채택되려면 AM 생태계 및 공급망 전반에 걸친 추적 가능성의 현재 부족을 해결해야 합니다. 실행 가능한 제조 기술입니다.

이에 대한 한 가지 과제는 재사용된 재료를 추적하는 기능입니다. 예를 들어, 금속 PBF의 경우 인쇄 공정이 완료된 후 일정량의 금속 분말이 녹지 않은 상태로 남아 체질에 따라 지정된 비율로 새 분말과 혼합될 수 있습니다.

재료 재사용 공정은 반드시 최종 사용자가 고품질 재료를 사용하여 중요한 부품을 만들고 있음을 확인할 수 있도록 가시성과 추적이 가능합니다.

또한 각 배치의 부품이 안전을 준수하는지 확인하려면 배치 추적성이 필수적입니다. 또는 품질 표준.

현재 추적 가능성을 달성하는 가장 좋은 방법은 AM 생산 워크플로의 모든 단계를 관리하고 제어하는 ​​소프트웨어인 MES(Manufacturing Execution System)와 같은 디지털 솔루션을 사용하는 것입니다.

MES 소프트웨어가 지원하는 종단 간 추적 기능은 데이터 분석 및 비즈니스 인텔리전스 도구를 통해 보다 효과적인 품질 관리 프로세스를 구축할 수 있습니다.

3D 부품에 무슨 일이 일어났는지, 그리고 제품 수명 주기에 따라 언제 회사가 주요 데이터를 쉽게 검토하고 프로세스를 최적화할 수 있으므로 AM에 새로운 수준의 프로세스 품질을 추가하는지 정확하게 추적할 수 있습니다. 오류나 결함이 발생할 때.

추적 가능한 AM 작업을 설정하는 것은 공급망 전반에 걸쳐 투명성과 책임성을 보장하고 제품이 특정 표준 또는 산업 규정을 준수하십시오.

2. 반복성

반복성(매번 동일한 부품 또는 구성요소를 생산하는 능력)은 AM으로 생산을 달성하는 데 있어 또 다른 중요한 요소입니다.

대부분의 AM 기술은 다음을 보장하기 위해 포괄적인 빌드 설정이 필요합니다. 부품은 인쇄 프로세스를 완료하고 후처리를 거칠 수 있습니다. 대부분의 AM 사용자가 알고 있듯이 부품 간 및 기계 간 변형 및 불일치에 직면하는 경우가 드물지 않기 때문에 이 작업은 말보다 쉽지 않습니다.

앞으로 나아가는 한 가지 방법은 3D 프린팅 프로세스에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 최대한 많은 데이터를 수집하고 이 데이터를 사용하여 프로세스를 최적화하는 것입니다.

폐회로 제어 시스템을 구축하는 것은 AM에서 반복성을 높이는 가장 효율적인 방법으로 간주됩니다.

폐루프 제어 시스템에는 세 단계가 포함됩니다. 첫 번째는 시뮬레이션을 통한 빌드 계획입니다. 두 번째는 인쇄 프로세스의 프로세스 중 모니터링입니다. 마지막으로 수집된 데이터를 사용하여 인쇄 프로세스 중 편차를 찾아내고 시스템을 조정하여 이를 보정합니다.

궁극적으로 반복성을 달성하려면 하드웨어와 소프트웨어의 긴밀한 통합이 필요합니다. 그 외에도 제조업체는 AM 장비, 프로세스에 들어가는 주요 변수, 이러한 변수가 어떻게 달라질 수 있는지, 장비를 보정하는 방법에 대해 깊이 이해해야 합니다.

물론입니다. , 가파른 학습 곡선이 필요하므로 이 지식을 보유하는 것은 안정적이고 일관된 결과를 제공하는 3D 프린팅 부품에 매우 중요합니다.

3. 부품 정확도

AM의 사용이 단순한 외관 모델을 넘어 성장함에 따라 치수 정확도에 대한 관심이 커지고 있습니다. 정확도라는 용어는 제조 시스템의 출력이 지정된 치수 범위 내에서 허용오차를 얼마나 밀접하게 준수하는지를 나타냅니다.

AM이 초기 단계에 있었고 주로 프로토타입 제작에 사용되었을 때 정확도는 그다지 중요하지 않았습니다. 그러나 오늘날에는 AM 시스템에 훨씬 더 많은 것이 필요합니다. 그들은 기계가공, 사출 성형 및 주조와 같은 기존 제조 방법과 관련된 동일한 엄격한 정확도 표준을 충족해야 하는 기능적 프로토타입, 고정 장치 및 최종 사용 부품을 일상적으로 생산합니다.

이러한 경우 전체 치수 정확도가 가장 중요합니다. 제조 보조 장치와 완제품이 제대로 작동해야 합니다.

3D 프린팅이 까다로운 기능적 응용 분야에 대한 추진력을 감안할 때 3D 프린팅 시스템이 허용 오차를 유지하고 반복적으로 그렇게 할 수 있는 부품을 생산할 수 있는지 여부를 고려하는 것이 중요합니다.

4. 자동화

자동화는 AM 생산 준비 및 확장성을 향한 여정의 또 다른 단계입니다. 하드웨어와 소프트웨어, 로봇 공학, 센서 및 네트워크의 조합을 통해 달성되는 자동화는 종단 간 디지털 생산 주기의 일부로 보다 간소화된 프로세스를 보장합니다.

제조업체의 경우 자동화 시스템 통합 예를 들어, 수동 프로세스를 대체하고 고급 추적 및 분석 시스템을 구축함으로써 AM 생산 라인으로의 효율성을 높일 수 있습니다.

AM 워크플로 전반에 걸쳐 다양한 수준의 자동화를 달성할 수 있습니다. 설계 단계에는 현재 지원 생성과 같은 설계 프로세스의 일부를 자동화하는 데 도움이 되는 솔루션이 있습니다.

또한 토폴로지 최적화와 같은 설계 도구는 주어진 애플리케이션 및 엔지니어링 요구 사항에 대한 최상의 설계를 생성하고 검증하는 데 도움이 되도록 진화하고 있습니다.

생산 단계에서 MES 소프트웨어의 도움으로 생산 계획 및 관리를 간소화할 수 있는 기회. 이러한 소프트웨어는 단일 디지털 플랫폼을 사용하여 수동 주문 처리 및 프로젝트 관리와 같은 노동 집약적인 프로세스를 대체합니다.

또한 AM 후처리는 오랫동안 전체 AM 생산 라인에서 가장 자동화되지 않은 단계였습니다. 이것은 3D 인쇄 부품의 자동 세척, 분말 제거, 지지물 제거 및 염색을 위한 후처리 시스템의 도입과 함께 현재 변화하고 있습니다.

자동화된 후처리 시스템을 갖추면 AM의 반복 가능성도 높아집니다. 거의 모든 3D 인쇄 부품에는 일종의 후처리가 필요하므로 후처리 시스템이 반복 가능한 결과를 제공할 수 있도록 하는 것이 중요하며 소프트웨어 기반 자동화가 솔루션 중 하나를 제공합니다.

AM 워크플로의 모든 단계에서 자동화를 도입하면 궁극적으로 3D 프린팅의 전체 비용을 낮추고 더 넓은 범위의 애플리케이션으로 범위를 확장할 것입니다.

5. 확인 및 규정 준수

AM을 통한 생산으로의 전환을 뒷받침하는 마지막 요소는 3D 인쇄 부품의 성능을 검증하는 기능입니다.

검증된 AM 공정을 통해 제조업체는 화학적, 기계적, 금속 부품의 경우 야금학적 특성 및 복잡한 형상을 사양 제한 내에서 일관되게 달성할 수 있음을 알 수 있습니다.

검증을 달성하려면 ISO, ASTM 및 기타 표준화 기관에서 개발한 현재 사용 가능한 AM 표준을 이해하고 적용하는 것이 중요합니다.

3D 프린팅 공정에 대한 표준이 개발되고 있는 동안(지금까지 ASTM에서 22개, ISO에서 15개 출판된 표준이 있음) 중요한 표준 중 많은 부분이 아직 개발 중입니다.

예를 들어, 현재의 품질 보증 및 검증 방법은 최종 부품을 테스트하는 것이므로 추가 시간과 리소스가 필요합니다. 이 문제를 극복하기 위해 업계는 보다 나은 실시간 품질 관리가 가능한 포괄적인 부품 인증 프로세스를 개발해야 합니다.

산업 및 애플리케이션에 따라 인증 프로세스가 다르다는 사실이 작업을 더욱 어렵게 만듭니다. . 인증을 위한 테스트가 언제 어떻게 수행되는지는 모든 표준화 프로세스에서 지정해야 하는 영역입니다.

즉, 전문가 및 기존 서비스 제공업체와 같은 성공적인 채택자와의 협력은 다음을 향한 중요한 단계입니다. 생산 환경에서 3D 프린팅을 성공적으로 통합하는 데 필요한 최신 규정 및 검증 절차에 대해 알게 됩니다.

3D 프린팅을 통한 성공적인 프로덕션 전환

3D 프린팅을 통한 진정한 생산은 5개의 부품이 모두 모일 때 시작됩니다. 우리는 각각에 대해 개별적으로 논의했지만 요소는 종종 서로 겹치고 보완합니다.

그래서 AM을 프로덕션에 통합할 때 총체적으로 생각하고 행동하는 것이 중요합니다. 사용 가능한 기술을 탐색하고 필요에 가장 적합한 기술의 우선 순위를 정하고 점차적으로 모든 부분을 통합하는 것으로 시작할 수 있습니다.

전환이 하루아침에 이루어지지는 않겠지만, 전환이 제공하는 이점을 통해 3D 프린팅을 통해 디지털 제조의 미래를 주도하고 새로운 시장과 비즈니스 모델을 개척할 수 있습니다.