금속 첨가제 및 감산 기술로 하이브리드 제조 활용

전통적인 절삭 가공은 수년 동안 신뢰할 수 있는 접근 방식이었지만 적층 가공의 발전은 특히 맞춤형, 복잡한 형상 및 소규모 배치 생산을 위한 확장 가능한 솔루션으로서의 가능성에 주목했습니다. 하이브리드 제조는 적층 및 감산 기법, 특히 금속 적층을 통합하여 유연하면서도 정밀한 또 다른 제조 솔루션을 제공합니다. 하이브리드 제조의 이점은 다음과 같습니다.

• 높은 표면 품질
• 더 높은 강도
• 기존 방법보다 비용 절감
• 개별 제품에 대한 맞춤형 접근 방식
• 고정력 향상

하이브리드의 장점

하이브리드 제조의 첫 번째 단계는 부품의 주요 형상을 적층 제조하는 것입니다. 여기에는 최종 형상이 포함되어야 하며 나중에 클램핑 또는 위치 지정을 위한 감산 제조 공정에서 사용할 추가 기능이 포함될 수 있습니다. 또한 구멍과 같은 일부 기능은 금속 적층 공정 중 변형을 설명하기 위해 재료를 추가해야 할 수도 있습니다.

우리는 적층 제조에서 금속 또는 폴리머의 용융으로 기본 제품을 형성합니다. 이들은 두 가지 인기 있는 방법을 통해 요약됩니다. 

• 선택적 레이저 용융 또는 직접 레이저 금속 소결(SLM 또는 DLMS)
• 전자빔 용융(EBM)

Western Pomeranian University of Technology 연구원에 따르면 SLM과 DLMS는 모두 금속 구성 요소에 가장 큰 유연성을 제공합니다. 이러한 방법을 통해 제조업체는 규모에 상관없이 수많은 복잡한 형상을 만들 수 있습니다. 복잡한 제품은 모서리가 구부러진 독특한 비대칭 모양을 갖는 경우가 많습니다. 더 많은 디자인 감각을 도입할수록 제조 과정에서 결함이 생길 가능성이 커집니다.

더 나은 구성 요소 만들기

3D 프린팅이 등장한 한, 그 과정은 완벽하지 않습니다. 하이브리드 제조를 통해 그렇게 엄격한 공차로 제작되지 않은 치수가 정확한 제품을 만들 수 있습니다. 가공 또는 절삭 가공은 이러한 거친 모서리를 수정하고 필요한 공차 내에서 모든 것을 얻습니다. 품질 관리는 특정 응용 분야, 특히 차량 및 비행기에서 적절한 장착, 기능 및 안전을 위해 필수적입니다.

많은 경우에 덧셈 및 뺄셈 프로세스는 두 개의 개별 기계에서 발생합니다. 금속 첨가제 기계가 부품을 만든 다음 엔지니어가 부품을 제거하고 품질을 검사하고 변형이 허용되는지 확인합니다.

그러나 일부 하이브리드 제조는 단일 기계에서 발생합니다. 레이저 금속 증착(LMD) 및 직접 금속 증착(DMD) 헤드는 일반적으로 금속 절단 기계에 추가됩니다. 이러한 첨가제는 문제가 있는 부분에 재료를 추가한 다음 최종 모양으로 가공할 수 있으므로 흠집을 수정하거나 기존 부품을 젊어지게 하는 데 이상적입니다.

하이브리드 제조의 단점

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금속 분말 및 관련 물질은 하이브리드 제조의 핵심이며 특정 조건에서 높은 가연성을 포함하여 몇 가지 안전 위험이 있습니다. 또한, 이들은 보호받지 못한 근로자에게 장기적인 위험을 초래하는 암 유발 물질입니다. 제조업체는 분말 기반 첨가제 기술을 채택할 때 이러한 위험을 고려하고 엄격한 안전 규정을 준수해야 합니다.

시작(또는 과도기) 비용도 높습니다. 금속 적층 제조에는 고도로 전문화된 기계가 필요합니다. 위에서 언급한 가연성 및 노출 문제와 같은 안전 문제로 인해 작업자의 안전을 보장하기 위한 특수 시설도 필요합니다. 시설 개발 비용도 많이 든다. 이러한 물류 장벽으로 인해 모든 회사가 하이브리드 제조에 막대한 투자를 할 수 있는 것은 아닙니다.

소프트웨어는 어떻습니까?

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하이브리드 제조는 설계 단계에서 시작되며 CAD/CAM 소프트웨어가 중요한 역할을 합니다. 엔지니어는 신뢰할 수 있는 구성요소를 생성할 때 재료, 형상, 치수 등을 실험해야 합니다. 엔지니어가 탐색하기 위해 CAD 소프트웨어가 필요한 적층 및 감산 공정 모두에 대한 설계 고려 사항도 있습니다. 또한 FEA 시뮬레이션을 통해 생산 후 설계가 어떻게 수행되는지 분석할 수 있습니다. Fusion 360과 같은 도구는 이러한 영역에서 탁월합니다. 무엇보다도 원격 공동 작업이 이 소프트웨어에 포함되어 팀, 기계 또는 멀리 떨어져 있는 전체 시설 등 원거리에 있는 공동 작업을 쉽게 수행할 수 있습니다.

하이브리드 제조는 분산된 팀을 한데 모을 수 있는 큰 가능성과 잠재력을 가지고 있습니다. 모든 프로젝트에 적합하지 않을 수도 있지만 하이브리드 제조는 적층 및 절삭 가공의 장점을 결합하여 새로운 도전을 만들고 새로운 기회를 제공합니다.

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