HP MJF 3D 프린팅 설계 가이드라인: 정밀한 부품 제작을 위한 최적화

HP 멀티 제트 퓨전(HP MJF)은 HP 고유의 분말 융합 3D 프린팅 기술로, 높은 정밀도로 매우 복잡한 부품을 제작할 수 있습니다. HP MJF의 기능과 정밀도를 온전히 활용하려면 3D 모델을 권장 사항에 맞게 설계해야 합니다. 이 문서에서는 Hewlett Packard의 공식 설계 권장 사항을 정리했습니다.

크기 제한

최대 빌드 볼륨은 380 x 284 x 380mm이나, 권장 최대 크기는 356 x 280 x 356mm입니다.

MJF는 매우 작은 부품도 프린팅 가능하지만 한계가 있습니다. X, Y, Z 평면별 다양한 피처의 최소 프린팅 가능 크기는 다음과 같습니다.

• 두께 1mm에서 홀 직경: 0.5mm
• 높이 10mm에서 샤프트 직경: 0.5mm
• 양각/음각 글자 폰트 크기: 6pt
• 두께 1mm에서 최소 클리어런스: 0.5mm
• 벽 사이 최소 슬릿: 0.5mm

양각 및 음각 디테일

MJF로는 고해상도 텍스트, 숫자, 도면을 프린팅할 수 있습니다. 부품에 포함된 모든 도형은 최소 1mm의 깊이 또는 높이를 가져야 합니다. 이는 가시성을 확보하고 후가공 중 마모를 방지하기 위함입니다.

최고 해상도는 양각 시 업사이드다운 방향, 음각 시 페이싱업 방향으로 달성됩니다.

공차

HP MJF는 100mm까지 ±0.2mm, 그 이상에서는 0.2%의 치수 정밀도로 부품을 프린팅할 수 있습니다. 이 값들은 샌드블라스팅 후 측정 기준입니다.

솔리드 파트 및 구조적 충전

MJF로는 소형 격자 구조와 위상 최적화된 생성 설계도 프린팅 가능합니다. 이러한 설계는 소재 사용량과 부품 무게를 줄여주며, 특히 중량 민감한 애플리케이션에서 상당한 비용 절감 효과를 가져옵니다.

격자 구조의 권장 최소 간격은 1mm입니다. 이는 부품 내부의 잔류 소재 제거를 용이하게 하기 위함입니다.

벽 및 캔틸레버

캔틸레버의 최소 벽 두께는 길이-폭 비율인 종횡비에 따라 달라집니다. 폭 1mm 미만의 캔틸레버는 종횡비가 1 미만이어야 합니다.

XY 평면의 짧은 벽은 최소 0.3mm, Z 평면의 짧은 벽은 최소 0.4mm 두께를 권장합니다. 높은 종횡비가 필수라면 벽 두께를 늘리거나 리브, 필렛을 추가해 보강하세요. 지나치게 두꺼운 벽은 열 축적으로 인한 스팟 수축을 유발할 수 있으니 주의해야 합니다.

어셈블리

높은 정밀도 덕분에 HP MJF는 완전히 작동하는 어셈블리를 프린팅할 수 있습니다. 함께 프린팅할 어셈블리 부품은 최소 0.7mm 클리어런스를 두어 단일 고체로 융합되는 것을 방지해야 합니다. 벽 두께가 50mm를 초과하는 부품은 이 값을 더 늘려야 합니다.

프린팅 후 조립할 부품의 경우 최소 0.4mm 클리어런스(각 결합 파트당 0.2mm)가 필요합니다.

중공 폐쇄 파트

부품 무게와 소재 사용량을 줄이기 위해 중공 폐쇄 솔리드를 프린팅할 수 있습니다. 이러한 부품에는 프린팅 후 잔류 소재 배출을 위해 최소 두 개의 배수 홀이 필요하며, 권장 홀 크기는 2mm입니다.

접착 라인

프린팅하기 너무 큰 부품은 여러 파트로 분할하여 별도 프린팅 후 접착할 수 있습니다. 이 방식을 따를 경우 접착될 파트 영역에 인터로킹 피처를 설계하는 것이 좋습니다. 이는 부품 간 결합력을 높여줍니다. 접착제 공간 0.1~0.2mm와 어셈블리 부품의 최소 클리어런스를 추가로 확보하세요.

덕트 설계

프린팅할 덕트 설계 시 스트립 스루(strip through) 추가를 고려하세요. 프린팅 후 이 스트립을 당겨내면 잔류 분말을 쉽게 제거할 수 있습니다.

파트 방향

설계 방향은 여러 요인에 따라 결정됩니다. 주요 요인은 다음과 같습니다.

• 스테핑(Stepping): MJF의 레이어별 적층 특성상, 파트를 구성하는 레이어가 감지되는 스테핑 현상이 발생할 수 있습니다. 곡면이나 경사면에서 스테핑을 피하려면 부품 두께에 따라 특정 값보다 작은 각도로 이 면들을 배치하지 않는 것이 좋습니다.
• 정밀도(Accuracy): 높은 정밀도가 필요한 피처는 XY 평면에 배치하세요. 이 평면에서 피처 정밀도가 더 우수합니다.
• 휨(Warping): 휨을 최소화하려면 길고 평평한 면을 수평면에 평행하게 정렬하고, 빌드 챔버에서 최대한 낮게 위치시키세요.
• 매끄러움(Smoothness): 특히 매끄러운 표면이 필요한 곡면은 업사이드다운으로, 날카로운 면은 페이싱업으로 배치하세요.
• 하중(Load): 클립이나 핀 같이 하중을 견뎌야 하는 피처는 가능하면 수평으로 설계하세요. 최고의 기계적 특성은 XY 평면에서 달성됩니다.

더 자세한 정보와 팁은 HP가 Xometry에 제공한 확장판 설계 및 프린팅 가이드라인에서 확인하실 수 있습니다.

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