적층 제조 공정

소개

적층 제조(때때로 쾌속 프로토타이핑 또는 3D 프린팅이라고도 함)는 재료 층을 쌓아 단단한 물체를 만드는 제조 방법입니다. 다양한 3D 프린팅 기술이 있지만 이 기사에서는 설계에서 최종 부품까지의 일반적인 프로세스에 중점을 둘 것입니다. 최종 부품이 퀵 프로토타입이든 최종 기능 부품이든 일반적인 프로세스는 변경되지 않습니다.

적층 제조 공정

1. CAD

디지털 모델을 생산하는 것은 적층 제조 공정의 첫 번째 단계입니다. 디지털 모델을 생성하는 가장 일반적인 방법은 CAD(Computer-Aided Design)입니다. 적층 제조와 호환되는 다양한 무료 및 전문 CAD 프로그램이 있습니다. 리버스 엔지니어링을 사용하여 3D 스캐닝을 통해 디지털 모델을 생성할 수도 있습니다.

적층 제조를 위해 설계할 때 평가해야 하는 몇 가지 설계 고려 사항이 있습니다. 이는 일반적으로 형상 형상 제한 및 지원 또는 탈출 구멍 요구 사항에 초점을 맞추며 기술에 따라 다릅니다.

2. STL 변환 및 파일 조작

기존 제조 방법과 다른 적층 제조 프로세스의 중요한 단계는 CAD 모델을 STL(스테레오리소그래피) 파일로 변환해야 하는 요구 사항입니다. STL은 삼각형(다각형)을 사용하여 물체의 표면을 설명합니다. CAD 모델을 STL 파일로 변환하는 방법에 대한 가이드는 여기에서 찾을 수 있습니다. 모델을 STL 파일로 변환하기 전에 물리적 크기, 수밀성 및 폴리곤 수를 포함하여 몇 가지 모델 제한 사항을 고려해야 합니다.

STL 파일이 생성되면 파일을 슬라이서 프로그램으로 가져옵니다. 이 프로그램은 STL 파일을 가져와 G 코드로 변환합니다. G 코드는 수치 제어(NC) 프로그래밍 언어입니다. CAM(Computer-Aided Manufacturing)에서 자동화된 공작 기계(CNC 기계 및 3D 프린터 포함)를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 슬라이서 프로그램을 사용하면 설계자가 지지대, 레이어 높이 및 부품 방향을 포함한 빌드 매개변수를 사용자 지정할 수도 있습니다.

3. 인쇄

3D 인쇄 기계는 종종 작고 복잡한 많은 부품으로 구성되므로 정확한 인쇄를 생성하려면 올바른 유지 관리 및 보정이 중요합니다. 이 단계에서 인쇄 자료도 프린터에 로드됩니다. 적층 제조에 사용되는 원자재는 유통 기한이 제한된 경우가 많으며 주의해서 취급해야 합니다. 일부 프로세스는 초과 빌드 재료를 재활용할 수 있는 기능을 제공하지만 정기적으로 교체하지 않으면 반복적인 재사용으로 인해 재료 속성이 감소할 수 있습니다.

대부분의 적층 제조 기계는 인쇄가 시작된 후 모니터링할 필요가 없습니다. 기계는 자동화된 프로세스를 따르며 일반적으로 기계에 재료가 부족하거나 소프트웨어에 오류가 있는 경우에만 문제가 발생합니다. 다양한 적층 제조 프린터가 부품을 생산하는 방법에 대한 설명은 여기에서 찾을 수 있습니다.

4. 지문 제거

일부 적층 제조 기술의 경우 프린트 제거는 빌드 플랫폼에서 프린트된 부품을 분리하는 것만큼 간단합니다. 다른 보다 산업적인 3D 프린팅 방법의 경우 프린트를 제거하는 것은 프린트가 빌드 재료에 들어 있거나 빌드 플레이트에 부착된 상태에서 프린트를 정밀하게 추출하는 것과 관련된 고도로 기술적인 프로세스입니다. 이러한 방법에는 복잡한 제거 절차와 고도로 숙련된 기계 작업자와 함께 안전 장비 및 통제된 환경이 필요합니다.

5. 사후 처리

후처리 절차는 프린터 기술에 따라 다릅니다. SLA에서는 부품을 취급하기 전에 UV에서 경화시켜야 하며, 금속 부품은 종종 오븐에서 응력을 완화해야 하는 반면 FDM 부품은 즉시 처리할 수 있습니다. 지원을 활용하는 기술의 경우 사후 처리 단계에서도 제거됩니다. 대부분의 3D 프린팅 재료는 샌딩이 가능하며 텀블링, 고압 공기 청소, 광택 및 착색을 포함한 기타 후처리 기술을 구현하여 최종 사용을 위한 인쇄물을 준비합니다.