The Virtual Foundry는 수년간의 연구 끝에 Filamet™ 금속 필라멘트 라인업을 개발한 미국 기업입니다. 이 필라멘트는 소결 기반 후가공을 통해 완전히 금속인 부품을 얻을 수 있게 합니다.
이로써 The Virtual Foundry는 3D FDM 금속 프린팅의 선구자이자 최고의 기준이 되었습니다.
Filamet™ 필라멘트는 기본 금속과 생분해성 친환경 폴리머(PLA)로 구성됩니다. 이 필라멘트는 조성물에 높은 비율의 금속 입자를 포함합니다. 그러나 PLA를 바인더로 사용함으로써 출력 특성이 PLA와 유사해 매우 쉽게 출력할 수 있어, 모든 3D FDM 프린터 사용자가 이 필라멘트로 부품을 만들 수 있습니다.
시중의 대부분의 금속 필라멘트는 약 30% 정도의 최소 금속 입자 비율을 가지므로 보통 장식용으로만 개발됩니다. 그러나 Filamet™ 필라멘트로 출력한 부품은 소결 후 기본 금속의 물성을 가집니다.
예를 들어 Filamet™ Copper 필라멘트: Filamet™ Copper로 출력한 부품은 소결 공정을 거치기 전까지 전도성을 가지지 않습니다.
3D 프린팅 부품을 소결한 결과는 완전히 금속인 부품으로, 지금까지 3D FDM 프린팅에서는 상상할 수 없던 것입니다. 따라서 Filamet™로 DMLS 기술로 가능한 것과 유사한 특성을 달성하지만, 특정 제한이 있습니다.
이 필라멘트로 출력한 부품을 소결해야 하며, 여기서 PLA가 제거되므로 부품은 다음과 같은 특성을 가집니다:
현재 Filamet™은 다음 필라멘트를 보유하고 있습니다:
Filamet 구리 
Filamet 청동 
Filamet
FilametFilamet™ 필라멘트의 밀도는 표준 PLA보다 훨씬 높습니다. 높은 금속 입자 함량과 개별 금속의 밀도 때문입니다.
Filamet™ 필라멘트로 출력할 때는 높은 금속 입자 비율 때문에 경화 강철 노즐 사용을 권장합니다. 또한 소재에 따라 최소 0.6mm 출구 직경 노즐을 사용해 막힘을 방지해야 합니다. 단, Filamet™ 텅스텐 필라멘트는 최대 0.3mm 출구 직경 노즐 사용이 가능하며, Filamet™ 고탄소강 필라멘트는 최소 0.8mm 출구 직경 노즐이 필요합니다.
이 필라멘트의 높은 금속 입자 함량으로 인한 또 다른 결과는 용융 전 필라멘트의 취성이 더 높다는 점입니다. 바인더 폴리머 비율이 매우 낮기 때문입니다. 하지만 The Virtual Foundry의 지속적인 연구 개발 덕분에 이 취성은 점점 줄어들고 있습니다. 다음 영상에서 확인할 수 있습니다:
Filamet™ 필라멘트 출력 공정에서 필라멘트가 익스트루더에 들어가기 전에 가능한 한 직선이어야 하는데, 이 필라멘트는 감김으로 인해 일정한 곡률을 가집니다. 이를 해결하기 위해 The Virtual Foundry는 Filawarmer를 제공합니다. 이는 필라멘트를 가열하는 실린더와 온도 컨트롤러로 구성된 장치입니다.
이 장치는 수직으로 코일 내부에 배치해야 하며, 입력을 필라멘트 코일에 최대한 가깝게 하고 출력을 익스트루더 입력 구멍과 정렬해야 합니다. The Virtual Foundry는 가열 실린더를 매달아 코일이 자유롭게 회전하도록 권장합니다.
소재가 가열 실린더를 통과하면서 곡률을 잃고 유연성이 증가하며, 인장 강도를 낮춰 파손을 방지하고 출력을 용이하게 합니다.
Filamet™ 필라멘트로 출력할 때 베이스에 대한 우수한 접착력을 고려해야 합니다. 이 접착력이 너무 강해 출력 부품을 떼어낼 때 출력 베이스가 손상되지 않도록 블루 테이프 사용을 권장합니다.
출력 베이스에서 부품을 떼어낸 후, 완전한 금속 부품을 얻기 위해 소결해야 합니다. 이 공정에서 필라멘트 일부인 PLA가 제거됩니다. 이 공정을 거치기 전에는 사용한 필라멘트의 기본 금속 물성을 가지지 않습니다.
소결은 압축된 금속 분말로 형성된 물체에 융점 이하이지만 금속 입자를 견고하게 결합할 수 있을 만큼 충분히 높은 온도에서 열처리를 가해 완전한 고체 블록을 얻는 고체 부품 제조 공정입니다.
소결은 개방형 분위기 로, 진공 또는 불활성 분위기에서 수행할 수 있습니다. 'FDM 프린팅으로 완전 금속 부품 만들기' 글에서 소결과 이 공정에 사용할 수 있는 다양한 로에 대해 더 자세히 볼 수 있습니다.
Filamet™ 필라멘트로 3D 프린팅된 부품을 소결할 요건을 갖춘 로가 없다면, 우리에게 연락하시면 우리 시설에서 소결 가능 여부와 조건을 안내해 드립니다.
Filamet™ 필라멘트로 출력된 부품이 소결되면, 금속 부품처럼 샌딩과 폴리싱으로 표면을 후가공할 수 있습니다. 프린팅 라인과 기타 작은 변형을 줄이기 위해 워터 샌드페이퍼 사용을 권장하며, 점점 더 고운 입자의 샌드페이퍼를 사용합니다.
마지막으로 회전 공구에 폴리싱 디스크를 장착하고 폴리싱 페이스트를 발라 원하는 광택을 얻습니다. 필라멘트의 기본 금속에 따라 소결된 결과물은 연마, 열처리로 평활화, 심지어 용접도 가능합니다.
The Virtual Foundry의 Filamet™ 필라멘트는 비교적 간단한 후가공으로 3D FDM 프린팅을 통해 완전 금속 부품을 제조할 수 있게 해줍니다.
이는 3D 프린터 제조업체, 생물의학 혁신, 제트 엔진 개발, 방사선 차폐, 우주 탐사, 원자력, 치과, 예술, 패션 디자인 등 다양한 산업 분야에 매우 중요하고 유용한 혁신입니다.
3D 프린팅
에어컨이 어떻게 우리 방을 항상 쾌적한 온도로 유지하는지 궁금하셨나요? 그 비결은 우수한 속도 제어 성능을 가진 영구자석 브러시리스 DC 모터에 있습니다. DC 모터는 그 외에도 어떤 역할을 할 수 있을까요? 계속 읽어보세요. DC 모터 주요 특성 전원: 직류 전원 작동 속도: 1,000~5,000 rpm 효율: 60~75% 높은 기동 토크 무부하 저속 장단점 분석 장점 저렴한 속도 제어 컨트롤러 저비용 모터로 좋은 선택 감속기와 쉽게 결합 가능 단점 짧은 브러시 수명과 높은 유지보수율 (연속 운전 시 최대 2,000
FDM용 금속 필라멘트가 시장에 나왔지만, 모두 같지 않습니다. 단순 금속색 필라멘트(금속 입자 5~40%, 심미적 용도)와 고함량 금속 충전 필라멘트(80% 이상, 소결 후 100% 금속 파츠)를 구별해야 합니다. 후자 분야 대표 주자는 BASF(울트라퓨즈 Ultrafuse: 316L, 17-4PH)와 버추얼 파운드리(The Virtual Foundry, 필라멧 Filamet: 316L 스테인리스, 브론즈, 구리, 알루미늄 6061, 고탄소강, 텅스텐, 인코넬 718, 티타늄 64 등)입니다. FDM 프린터 호환성 둘 다 산업용
