바인더 분사기:유형, 용도, 이점 및 제한 사항에 대한 심층 가이드

적층 제조의 이점과 환상적인 결과에 관심이 있는 사람이라면 누구나 선택할 수 있는 방법이 많이 있습니다. 혼합에서 주목할 가치가 있는 것 중 하나는 액체와 분말의 세계를 혼합하여 예술, 항공우주, 의료 및 산업 부문(및 일부)을 위한 인쇄 제품을 만드는 바인더 분사입니다. 

바인더 젯팅에 익숙하지 않은 분들을 위해 프로세스에 수반되는 사항, 단점과 장점, 일반적으로 가장 적합한 응용 프로그램에 대해 자세히 설명하겠습니다.

바인더 젯팅(BJ)이란 무엇입니까?

BJ(바인더 젯팅)는 시중에 나와 있는 다양한 3D 프린팅 기술 중 하나이지만, 보다 구체적으로는 산업용 프린트 헤드를 사용하여 액제와 분말을 결합하고 접착하는 방식으로 작동합니다. 이런 방식으로 모래, 금속, 복합재, 세라믹 부품을 프린팅할 수 있으며 고품질 빌드를 완벽하게 제작할 수 있습니다. 현존하는 시스템, 기계 및 소프트웨어의 두 가지 예는 3D Systems의 ProJet MJP 5600과 Stratasys의 J5 MediJet입니다.

BJ(바인더 분사)는 어떻게 작동하나요?

바인더 젯팅이 어떻게 작동하는지 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. 바인더 젯팅으로 부품을 인쇄하는 단계는 다음과 같습니다:

1. 먼저 디자인의 CAD 파일을 만듭니다. 그런 다음 슬라이스되어 올바른 순서로 바인더 분사 프린터에 지침을 보냅니다. 
2. 그런 다음 롤러가 빌드 플랫폼에 균일하고 얇은 분말 층을 코팅합니다.
3. 다음으로, 프린트 헤드가 움직이면서 물체의 얇게 썬 파일을 기반으로 분말의 특정 영역에 액체 바인더 접착제를 도포합니다. 
4. 그러면 빌드 플랫폼이 한 레이어의 두께만큼 낮아집니다. 
5. 또 다른 분말 층이 롤러에 의해 퍼지고 동일한 단계가 다시 발생하며 결합제가 분말의 특정 부분에 떨어집니다. 이는 완성된 제품이 나올 때까지 한 겹씩 이루어집니다.
6. 완료되면 사용되지 않은 파우더는 남겨져 빌드 플랫폼에서 청소됩니다.

바인더 젯팅 3D 프린팅의 장점은 무엇인가요?

다음은 다른 방법에 비해 바인더 젯 인쇄를 사용할 때의 장점 중 일부입니다:

• 정확한 치수로 빌드 생성 가능
• 실온에서 작동(뒤틀림과 잔류 응력을 줄이는 데 도움이 됨)
• BJ로 크고 작은 빌드를 모두 만들 수 있습니다
• 다른 3D 프린팅 기술과 비교하면 훨씬 빠릅니다
• 레이저 모델보다 가격이 저렴하고 에너지 효율적입니다.
• 세라믹이나 금속 분말과 같은 재료는 가격이 더 저렴한 경향이 있습니다.
• 결합되지 않은 파우더는 천연 지지체 역할을 하며 유연성을 높이고 낭비를 줄입니다.
• 사용하지 않은 파우더는 향후 인쇄 작업을 위해 재활용될 수 있습니다.

바인더 젯팅 3D 프린팅의 단점은 무엇인가요?

상당한 장점이 있지만 바인더 젯팅에는 주의해야 할 몇 가지 단점도 있습니다. 

• 바인더 분사로 제작된 금속 제작물은 다공성이 더 높고 기계적 특성은 더 낮을 수 있습니다.
• 항상 구조 부품에 대한 옵션은 아닙니다
• '녹색' 상태에서는 부품이 부서지기 쉬울 수 있습니다
• 거의 항상 후처리가 필요하므로 일정이 길어집니다.
• 바인더 분사는 일반적으로 다른 3D 프린팅 방법보다 해상도가 더 낮습니다.

Binder Jetting(BJ) 공정은 무엇인가요?

바인더 젯팅으로 부품을 인쇄하는 단계는 다음과 같습니다:

1. 부품의 CAD 파일을 생성하고 슬라이스합니다. 그런 다음 이 파일은 인쇄할 부품에 대한 올바른 순서로 프린터에 지침을 보내는 데 사용됩니다. 
2. 빌드 플랫폼은 롤러를 사용하여 균일하게 분포된 얇은 분말 재료 층으로 덮여 있습니다. 
3. 프린트헤드는 대상의 절단된 파일을 기준으로 필요한 파우더에 바인더 접착제를 선택적으로 도포합니다. 
4. 그러면 빌드 플랫폼이 한 레이어의 두께만큼 낮아집니다. 
5. 이전 층 위에 또 다른 파우더 층이 펼쳐집니다. 그런 다음 분말 입자는 액체 바인더에 의해 서로 결합되어 물체를 형성합니다. 이 과정은 전체 개체가 생성될 때까지 레이어별로 반복됩니다.
6. 결합되지 않은 파우더는 물체 주변에 그대로 남아 있습니다. 이는 후처리 단계에서 제거됩니다.

Binder Jetting(BJ)의 유형은 무엇입니까

사용할 바인더 분사기의 유형은 사용되는 결합제와 분말에 따라 다릅니다. 바인더 분사에 사용되는 몇 가지 일반적인 유형의 바인더는 다음과 같습니다.

폴리머 바인더

폴리머 바인더는 일반적으로 세라믹 분말과 짝을 이루며 열처리를 통해 떼어낼 수 있습니다. 점도가 낮고 BJ 프린팅을 통해 매우 쉽게 적용됩니다. 

수성 바인더

이러한 바인더는 모래나 기타 광물 분말과 함께 작동하는 것을 볼 수 있습니다. 더욱 환경친화적이며 건조나 소결을 통해 쉽게 제거할 수 있습니다.

용제형 바인더

용제 기반 바인더는 금속 및 세라믹 분말과 가장 잘 작동하며 용제 탈지라는 적절한 공정을 통해 제거할 수 있습니다. 고형분 함량이 높아 침대에 바르기 쉽습니다.

푸란 바인더

푸란 바인더는 푸르푸릴 알코올로 만들어지며 주조용 주형 및 코어, 특히 더 복잡한 디자인을 만들기 위해 종종 모래 분말과 함께 사용됩니다. 기계적 강도와 열 안정성이 우수하고 열이나 산 촉매로 경화될 수 있습니다. 주물에서 주형을 아주 쉽게 제거할 수 있습니다. 

규산염 바인더

규산나트륨 또는 규산칼륨으로 만들어진 이 바인더는 주조 시 또 다른 옵션이며 모래 분말과 잘 작동합니다(주형이 만들어진 후 철금속에 적합합니다). 내화성이 우수하고 고온에도 문제가 없습니다. 건조하거나 산촉매를 첨가하여 경화됩니다. 

페놀 바인더

주조 목적을 위한 또 다른 옵션은 페놀계 바인더(페놀-포름알데히드 수지로 제조)입니다. 기계적 강도와 치수 안정성이 우수하고 열에 의해 경화될 수 있습니다. 고강도, 고온 제품이 필요하다면 환상적입니다.

UV 바인더

이러한 유형의 바인더를 사용하려면 UV 광선이 필요하며 많은 재료에 사용할 수는 없지만(광중합체 수지가 가장 좋습니다) 고해상도의 복잡한 부품을 생산합니다.

Binder Jetting(BJ)에는 어떤 재료를 사용할 수 있나요?

바인더 제팅에 사용할 수 있는 재료는 다양합니다. 주요 유형은 다음과 같습니다.

• 금속: 스테인레스 스틸, 티타늄, 알루미늄 및 구리는 강도와 내구성이 뛰어난 부품을 만듭니다. 
• 도자기: 알루미나, 지르코니아, 탄화규소 등의 재료를 사용한 타일, 위생도기, 절연체.
• 모래: 주조 주조용 주형 및 코어를 만들기 위해 결합제(푸란, 규산염 또는 페놀계 등)와 혼합됩니다. 
• 플라스틱: 자동차 및 의료 산업을 위한 소비재나 부품을 만드는 데 사용되는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트와 같은 분말입니다.
• 복합: 탄소섬유와 유리섬유를 폴리머 바인더와 혼합한 것입니다.

자세한 내용은 3D 프린팅 재료에 대한 전체 가이드를 참조하세요.

바인더 젯팅 3D 프린팅의 예

다음은 바인더 젯팅 3D 프린팅 시스템의 몇 가지 예입니다.

1. 3D Systems의 ProJet MJP 5600
2. Stratasys의 J5 MediJet

바인더 젯팅의 응용 분야는 무엇입니까?

이러한 종류의 3D 프린팅에는 매우 많은 용도가 있으며, 이 요약 목록에서는 그 중 극히 일부만 다룹니다.

• 프로토타입
• 항공우주 부품 
• 캐스트 패턴 
• 보석
• 풀 컬러 장식 개체
• 코어 및 금형
• 도구

바인더 분사에 관한 FAQ

바인더 분사 비용은 얼마입니까?

일반적으로 바인더 분사기의 가격은 $100,000 이상입니다. 사업주와 제조업체의 경우 이러한 프린터는 전력을 많이 사용하지 않고 더 저렴한 재료를 사용하므로 매우 경제적입니다.

바인더 젯팅은 빠른 3D 프린팅 프로세스인가요?

예, 실제로 바인더 제팅은 종종 가장 빠른 3D 프린팅 기술로 간주됩니다. 정밀도를 잃지 않으면서 더 짧은 시간에 많은 양을 생산할 수 있습니다.

바인더 젯팅 3D 프린팅에 지원이 필요합니까?

아니요, 바인더 젯팅에는 일반적으로 인쇄 베드에 굴러가는 파우더가 이미 이를 제공하기 때문에 어떤 종류의 추가 지지 구조도 필요하지 않습니다. 즉, 여러 부품을 동일한 파우더 베드에서 동시에 프린팅할 수 있어 중소 규모 배치 생산에 이상적입니다.

바인더 제팅은 금속에만 사용할 수 있나요?

아니요, 바인더 제트는 금속보다 훨씬 더 많은 재료에 사용할 수 있습니다. 모래, 세라믹, 일부 폴리머를 사용해 인쇄할 수도 있습니다.

캣 드 나오움

Kat de Naoum은 20년 이상의 글쓰기 경험을 보유한 영국 출신의 작가, 작가, 편집자 및 콘텐츠 전문가입니다. Kat은 다양한 제조 및 기술 조직에서 글을 쓴 경험이 있으며 엔지니어링 세계를 좋아합니다. 글쓰기 외에도 Kat은 거의 10년 동안 법률 보조원으로 일했으며 그 중 7년은 선박 금융 분야에 종사했습니다. 그녀는 인쇄본과 온라인을 통해 많은 출판물에 글을 썼습니다. Kat은 킹스턴 대학교에서 영문학과 철학 학사 학위를 취득했으며 문예 창작 석사 학위를 취득했습니다.

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