금속 3D 프린팅 완벽 가이드: 설계부터 완성 부품까지 3단계 프로세스

금속 3D 프린팅은 기하학적 자유도와 툴링 비용 제로라는 새로운 제조 시대를 엽니다. 디지털 설계를 직접 기능성 부품으로 전환함으로써 제조업체는 신속한 프로토타이핑과 전통적 가공의 오버헤드 없이 주문형 교체 부품 생산이 가능합니다.

이 가이드에서 애플리케이션 엔지니어 트립 버드가 마크포지드의 완전한 금속 3D 프린팅 워크플로를 안내합니다. CAD부터 완성된 소결 부품까지 모든 단계를 다룹니다.

1단계: 프린팅

모든 부품은 CAD에서 시작합니다. 모델을 STL 파일로 내보내 아이거(Eiger), 마크포지드의 클라우드 기반 슬라이싱 및 프린트 관리 시스템에 업로드합니다. 아이거는 선택된 소재와 프린터에 따라 설정을 자동 구성하고, 수축과 변형을 보정하기 위해 모델을 스케일링합니다.

슬라이서는 부품을 레이어로 나누고, 오버행을 식별하며, 서포트와 래프트를 자동 생성합니다. 또한 공정의 각 단계를 통한 진행 상황을 추적합니다.

프린팅이 시작되면 메탈 X 프린터는 독자적인 노즐 터치오프 루틴으로 빌드 베드를 매핑하고 레벨링하여 완벽한 첫 레이어 접착을 보장합니다. 가열된 챔버 내부에서 이중 소재 필라멘트(2중 폴리머 바인더에 결합된 금속 분말)가 레이어별로 압출됩니다. 부품과 서포트 사이에 세라믹 이형 소재가 증착되어 소결 후 쉽게 분리할 수 있습니다.

마크포지드의 메탈 X는 17-4 PH 스테인리스강, H13, A2, D2 공구강, 구리, 인코넬 625 등 다양한 소재로 프린팅 가능하며 개발 중인 소재도 있습니다. 소재 교체는 빠르며, 빌드 완료 시 이메일로 알림을 받습니다.

2단계: 세척(디바인딩)

세척 단계에서 Wash-1 시스템이 초기 바인더를 제거합니다. 갓 프린팅된 그린 파트를 세척 바스켓에 넣고 용매에 담급니다. 부품 두께에 따라 몇 시간에서 며칠이 소요됩니다. 이 단계 후 부품은 진한 갈색으로 변하며 소결 준비가 됩니다.

3단계: 소결

Sinter-2 퍼니스는 온도를 점진적으로 높여 남은 바인더를 태우고 금속 입자를 녹는점 근처에서 융합시킵니다. 이로써 조밀한 완전 금속 부품이 탄생합니다. 퍼니스는 카본 프리 레토르트를 사용해 합금 조성과 부품 품질을 보존합니다.

각 소결 사이클은 약 하루가 걸리며 아이거로 원격 모니터링 가능합니다. 완료되면 래프트에서 부품을 분리합니다(이형 소재가 분말로 변함). 깨끗하고 바로 사용 가능한 부품이 나오며, 용도에 따라 후가공, 연마, 또는 직접 설치할 수 있습니다.

분말 취급과 툴링을 없앰으로써 이 공정은 안전하고 비용 효율적인 금속 적층 제조를 제공하며, 린 생산과 혁신을 가속화합니다.