3D 프린팅이 샌드 캐스팅을 방해하는 방법은 다음과 같습니다.

모래 주조는 수천 년의 역사를 가지고 있으며 그 기간 동안 거의 변하지 않았습니다. 그러나 지금은 3D 프린팅 덕분에 상황이 바뀌고 있습니다. 이러한 노력의 결과 중 일부는 다음과 같습니다.

잘 설립된 회사가 혁신을 유지하도록 지원

오늘날과 같이 경쟁이 치열한 시장에서 설립된 지 100년이 넘은 기업도 고객 만족을 유지하고 서비스를 위해 다른 곳으로 이동하지 않도록 지속적으로 개선해야 합니다. D.W. Clark은 샌드 캐스팅 방식에 3D 프린팅을 구현하여 주목할만한 결과를 얻은 다중 합금 금속 주조 회사입니다.

이 회사는 기존의 툴링 및 패턴 방법을 제거하면서 리드 타임을 수개월에서 수주로 단축한 것으로 알려졌습니다. D.W. Clark은 바인더 분사 기술을 사용하고 Jeff Burek 부사장은 잠재적으로 단축될 수 있는 기간의 예를 들었습니다.

“ 임펠러를 2주 안에 완성하길 원하는 고객이 있습니다. 그리고 2번 이상의 빌드를 위해 기계를 가동하지 않았기 때문에 이틀 만에 금형을 설계하고, 인쇄하고, 주조물을 붓고, 주조물을 열처리하고, 주조 기계를 2주 만에 모두 마무리할 수 있었습니다."

3D 프린팅을 샌드 캐스팅에 적용하는 또 다른 이점은 복잡한 부품 생산과 관련된 비용을 절감할 수 있다는 것입니다. 프린터는 담당자가 필요할 때 신속하게 재현할 수 있는 디지털 파일에서 작동합니다. 또한 기업이 선택한 프린터는 기존 주조 공정보다 모래 사용량이 적습니다. 그 이점은 재료에 더 적은 비용을 지출한다는 것을 의미합니다.

이 사례 연구는 모래 주조가 어떻게 오래된 기업이 관련성을 유지하고 고객의 요구 사항을 계속 충족하면서 탄력성을 유지하는 데 도움이 되는 다른 이점을 달성하는 데 도움이 되는지 보여주는 예입니다.

비용을 절감하면서 프로토타이핑 촉진

3D 프린팅을 모래 주조에 적용하는 것도 기업이 프로토타입 제작 시간을 단축하고자 할 때 매력적인 대안입니다. GRATZ Engineering은 독일 전역에 여러 지점에 250명 미만의 직원이 있는 독일 회사입니다. 모래 주조 프로젝트에서 3D 프린팅을 사용하는 것이 프로토타이핑 중에 특히 유리하다는 것을 발견했습니다. 이 회사는 일반적으로 직접 금속 레이저 소결(DLMS)뿐만 아니라 3D 프린팅을 사용한 모래 주조에 의존합니다.

부품 관리 책임자인 Andreas Steinbronn은 “레이저 소결과 같은 금속 3D 프린팅은 속도가 문제가 되지 않는다면 항상 너무 비싸다. 프로토타입을 제작할 시간이 2주 또는 3주라면 일반적으로 3D 인쇄 모래 주형 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)로 만든 인베스트먼트 주조 패턴과 함께 고전적인 금속 주조를 조합하는 것을 선호합니다."

Steibronn은 계속해서 “이를 통해 비용이 크게 절감되고 구성 요소의 내구성과 안정성이 향상되는 것은 물론 이점도 있습니다. 이것의 가장 실용적인 측면은 큰 건물 볼륨과 빠른 인쇄 속도입니다.”

3D 프린팅과 DMLS의 직접적인 비교도 있었습니다. “바인더 젯팅 프린팅 시스템을 사용하면 터보차저와 같은 프로토타입의 여러 변형을 병렬로 직접 생산할 수 있으며 하나의 동일한 3D 프린팅에서 서로 중첩됩니다. DMLS의 경우와 같이 한 수준에서만이 아니라 프로세스입니다.”

기업이 더 가볍고 얇은 새로운 디자인의 프로토타입 제작 가능

모래 주조는 복잡한 금속 부품을 만드는 데 계속해서 인기 있는 방법입니다. 그것이 제공하는 효율성과 비용 효율성 외에도 재사용성 측면이 있습니다. 샌드캐스팅으로 만든 각각의 금형은 일회용품입니다. 그러나 금형에서 완성된 부품을 꺼낸 후에는 미래의 성형 프로젝트를 위해 모래 혼합물의 용도를 변경할 수 있습니다.

3D 프린팅과 샌드 캐스팅을 결합하면 또 다른 종류의 지속 가능성이 제공됩니다. 이를 통해 고객은 프로토타입을 철저히 검사하고 생산이 시작되기 전에 엄격한 테스트를 거쳐 상당한 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

Brooks Crownhill Ltd.(BCP)라는 영국 회사는 전기 모터 및 자동차 부품용 하우징을 만들 때 3D 샌드 캐스팅을 사용합니다. 회사의 영업 이사인 Lee Henderson은 이 새로운 프로세스에 대해 비즈니스가 낯설지 않다고 설명했습니다.

“우리는 꽤 오랫동안 3D 프린팅 및 캐스팅 또는 프린팅 캐스팅을 사용해 왔습니다. 엄청난 장점은 분명합니다. 이 프로세스는 빠르고 비용 효율적이며 디자이너에게 엄청난 창의적 자유를 제공합니다. 이것은 예를 들어 구성 요소의 토폴로지를 최적화하여 기존 구성 요소를 재고하고 가능한 한 많은 재료를 절약하는 데 중요합니다.”라고 Henderson이 말했습니다.

헨더슨 또한 모래 주조에 3D 프린팅을 사용하여 BCP가 새로운 고객 요구 사항을 해결할 수 있었던 방법에 대해서도 논의했습니다. 클라이언트는 더 가볍고 얇은 새로운 디자인을 요구합니다. 그는 밀링이나 코어 슈팅과 같은 기존 프로세스는 고객 부품의 기하학적 구조를 수용하지 못한다고 말했습니다. 그러나 3D 프린팅을 사용한 모래 주조는 가능합니다. Henderson은 많은 사람들이 3D 프린팅과 샌드 캐스팅이 가져올 수 있는 이점을 여전히 모르고 있다고 말했습니다. 그러나 이와 같은 결과는 옵션이 견인력을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다.

파운드리가 부동산을 재활용하도록 허용

3D 프린팅이 옵션이 되기 전에 주조 공장은 패턴이 있는 매치 플레이트를 수용하는 데 시설의 많은 부분을 할애할 수밖에 없었습니다. 이러한 패턴은 고객을 위해 만들어진 부품의 복사본을 나타냅니다. 주조 공장에서 일하는 사람들은 클라이언트가 부품을 다시 생성해 달라고 요청할 때마다 해당 플레이트에 의존합니다. 이러한 성냥개비의 행은 종종 너무 넓어서 주조소에서는 이를 유지하기 위해 창고에 비용을 지불합니다.

그러나 3D 프린팅은 디지털 파일에 의존하기 때문에 모래 주조에 이를 사용하는 회사는 물리적 매치 플레이트를 현장에 보관하는 관행을 최소화하거나 아예 없앨 수 있습니다. Howard Rhett는 모래 주조용 3D 인쇄를 전문으로 하는 회사인 Viridis3D에서 근무합니다. 그는 3D 프린팅이 제공하는 디지털화를 통해 기업이 더 이상 습도 조절이나 저장 시설에 해충을 차단하는 것과 같은 문제에 대해 걱정할 필요가 없다고 언급했습니다.
대신 사용 빈도가 낮은 패턴을 USB 드라이브. 이는 기존 보관 방법과 관련된 많은 불편함을 제거하는 휴대용 옵션입니다. 파운드리가 충분한 공간을 확보하면 비즈니스 성장 및 확장 허용과 같은 다른 목적으로 사용할 수 있습니다.

또한 고객의 파일을 디지털 형식으로 보관하면 파운드리가 고객 주문을 받은 후 담당자가 작업을 시작하는 시간이 단축됩니다. 어떤 경우에는 주조 공장 작업자가 디지털 파일을 받은 날 용융 금속을 큰 틀에 붓는 경우가 있습니다.

프로세스가 여러 이점을 가져다준다는 것을 증명

진행 중인 연구에 따르면 사람들이 3D 프린팅을 모래 주조에 사용하기로 결정하면 많은 이점을 기대할 수 있습니다. 한 조사에서는 펌프 볼을 만들 때 3D 프린팅과 기존의 모래 주조를 비교했습니다.

팀은 3D 프린팅 방식으로 샌드 캐스팅 몰드의 부품을 프린팅하는 데 26시간밖에 걸리지 않았다는 것을 발견했습니다. 이는 기존 접근 방식이 해당 단계에 도달하는 데 필요한 6주 이상에 비해 상당히 짧은 기간입니다. 또한 3D 프린팅한 그릇은 다른 그릇보다 약 300마이크론 더 부드럽습니다. 또한 기존에 주조된 그릇보다 거의 27% 더 가볍습니다.

또 다른 연구 프로젝트는 3D 프린팅과 샌드 캐스팅으로 만든 세라믹 몰드와 기존 기술의 차이점을 비교했습니다. 3D 프린팅으로 만든 옵션은 95% 더 가벼워졌습니다. 기존 주조 세라믹 몰드에 비해 29% 최적화된 금속 수율을 보였습니다. 또 다른 차이점은 전통적인 방법은 제작 시간이 거의 두 배나 걸렸다는 것입니다. 팀이 두 부분으로 된 패턴을 만들고 표면을 매끄럽게 해야 했기 때문입니다.

3D 인쇄는 모래 주조 게임 체인저입니다.

이러한 예는 사람들이 3D 프린팅을 전통적인 모래 주조에 대한 매력적인 대안으로 더 자주 보는 이유를 강조합니다. 아직 주류 관행은 아니지만 곧 바뀔 수 있습니다. 더 많은 회사에서 이를 실험하고 인상적인 결과를 얻으면 다른 파운드리도 이를 따라 기술을 더 보편화해야 합니다.