적층 제조:과거, 현재 및 미래

화재 가능성을 제외하고는 성장하고 확장할 시간이 주어지기 전까지 의미 있는 방식으로 제조에 기여할 수 있는 기술은 없습니다. 컴퓨터가 좋은 예입니다. 우리의 현재 수준의 기술은 컴퓨터 없이는 불가능할 것이며 십대들은 달에 착륙하는 데 사용되는 것보다 더 많은 컴퓨팅 성능을 갖춘 핸드헬드 장치를 사용하여 일상적으로 셀카를 찍습니다. 따라서 3D 프린팅(적층 제조 또는 AM이라고도 함)이 아직 약속을 지키지 못했다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

계속해서 컴퓨터에 비유하자면 최초의 기계인 척 컴퓨터는 Charles Babbage에 의해 1800년대 중반에 만들어졌습니다. Babbage의 "Difference Engine"의 목적은 수학 테이블을 보다 빠르고 안정적으로 생성하는 것입니다. 거의 100년 후가 되어서야 현대적인 컴퓨터에 접근하는 것이 직장에 들어왔고 가정용 PC는 1977년이 되어서야 등장했습니다. 대조적으로, 3D 프린팅은 3D의 Chuck Hull이 1986년 이후에 존재했습니다. 시스템은 UV 광선을 사용하여 탁상용 코팅을 경화시키는 공정을 개발하면서 처음으로 아이디어를 얻었습니다.

제조 분야의 첨가제 폭발

이 기술은 지난 30년 동안 계속해서 성장하고 발전해 왔지만, 진정한 관심 폭발은 2012년 가정용 3D 프린터의 도입과 함께 시작되었습니다. 홈 시스템 이전에 3D 프린팅은 주로 쾌속 프로토타입 제작에 사용되는 백룸과 실험실에 국한되었습니다. MakerBot과 같은 회사는 초기 메이커 운동의 시대정신을 활용하여 가정용 3D 프린터를 궁극적인 작업장 도구로 홍보했습니다. 기술의 민주화에 대한 약속이 많은 사용자에게 매력적이었지만 사용 가능한 대부분의 가정용 3D 프린터는 구멍 펀치 컴퓨팅과 유사합니다. 느리고 지루합니다.

가정용 3D 시스템에 대한 소비자의 관심이 높아지고 줄어들었지만 산업 응용 프로그램은 계속해서 발전해 왔습니다. AM 기술의 가장 열광적인 얼리 어답터 중 하나는 GE입니다. 관련된 문제에 대한 실질적인 생각 없이 이 흥미진진한 신기술에 참여했을 수 있는 애호가와 달리 GE는 적시에 ROI를 얻으려면 3D 프린팅 전문가가 필요하다는 것을 빠르게 깨달았습니다.

이러한 실현으로 GE는 2012년 Morris Technologies라는 3D 인쇄 회사를 인수했습니다. 보다 구체적으로, 이 인수로 인해 GE Aviation에 AM 전문 지식이 추가되었으며, 이 지식은 사용할 연료 노즐을 3D 인쇄하는 방법을 고안하는 데 신속하게 적용되었습니다. LEAP 제트 엔진에서 . 몇 가지 개념 증명 테스트를 거친 후 GE는 레이저 소결이라고 하는 AM 공정에 정착하여 노즐을 생산하고 3D 프린팅의 기본 원칙 중 두 가지를 빠르게 발견했습니다.

유연성 및 비용 절감

첫 번째 원칙은 3D 프린팅이 가장 유연한 제조 공정일 수 있다는 것입니다. 발명한 적이 있습니다. 3D 프린팅된 부품은 최소한 부분적으로는 생산이 얼마나 쉬울지에 기반하여 부품을 설계하는 대신 기능이 주요 관심사인 디지털 환경에서 생명을 시작합니다. 일상적일지라도 전통적인 제조 방법으로는 생산할 수 없는(또는 예외적으로 비싼) 매우 복잡한 내부 형상으로 부품을 제작하는 것이 가능합니다. GE의 노즐 특징은 조립해야 하는 여러 부품이 필요하지 않고 단일 빌드 과정에서 제조되는 내부 구조가 돌출되어 있습니다.

두 번째 원칙은 3D 프린팅이 비용을 절감한다는 것입니다. . GE 노즐의 경우 절감 효과는 두 배입니다. 부품은 단일 빌드 과정에서 제조되기 때문에 AM을 사용하여 부품을 생산하면 시간이 절약됩니다. AM 공정 자체는 느린 것으로 간주될 수 있지만 24시간 이내에 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 조립이 필요한 일련의 작은 부품을 제조하는 이전 방법에 비해 번개처럼 빠릅니다. 시간 절약은 조립의 필요성을 줄임으로써 시작되고, 광범위한 기계 가공의 필요성을 줄여 더 많은 시간을 절약할 수 있으며, 공급망을 줄이거나 완전히 제거함으로써 더 많은 시간을 절약할 수 있습니다.

또한 3D 프린팅을 통해 제조된 노즐은 상당한 재료 절약을 제공합니다. 전통적인 감산 생산 방법을 사용하면 제조업체는 부품 제작에 필요한 재료의 최대 90%를 잃을 것으로 예상할 수 있습니다. 이러한 손실은 티타늄 및 기타 유사한 값비싼 재료를 정기적으로 사용하는 항공과 같은 산업에서 특히 골칫거리입니다. 그러나 3D 프린팅은 예상되는 재료 낭비를 10% 미만으로 줄입니다.

미래

투자자의 불확실성이 일반 대중의 마음에 3D 프린팅에 대한 불리한 견해를 던진 시기에 GE는 두 배로 성장했습니다. 2012년 AM에 처음 진출한 후 GE는 Auburn에 300,000제곱피트의 대용량 AM 공장과 피츠버그 바로 외곽에 있는 적층 기술 발전 센터 건설을 포함하여 3D 프린팅 연구 및 개발에 수백만 달러를 더 투자했습니다. . 매년 시스템은 더 빨라지고 더 커지거나 향상된 해상도를 제공합니다. 3D 프린팅 기술이 계속 발전함에 따라 GE는 이미 모든 개선 사항을 활용할 수 있는 위치에 있습니다. 다른 회사들이 이를 따를 때까지는 시간 문제일 뿐입니다.

기타 정보 리소스:

3D 인쇄 및 중소기업

비즈니스의 예

첨가제를 사용하는 회사

I산업 사례

특별한 감사:
제조업 분야의 프리랜서 작가인 John Newman.