적층 제조 산업은 많은 사람들이 생각하는 것보다 오래되었습니다. 사실 지난 약 40년 동안 3D 프린팅의 중요한 발전들이 이어져 왔습니다. 엔지니어들은 1980년대부터 스테레오리소그래피(SLA) 기술을 프로토타입 제조에 사용하기 시작했고, 융착 적층 모델링(FDM) 사용이 1990년대 초반에 빠르게 뒤따랐습니다. 2016년으로 빨리 감으면, Multi Jet Fusion(MJF)이 시장에 출시되어 적층 제조 산업을 다시 한번 변화시켰습니다.
FDM은 가장 오래된 3D 프린팅 기술 중 하나이고 MJF는 가장 최신 기술 중 하나지만, 둘 다 정확한 부품을 신속하게 제작할 수 있습니다. 다음 프로젝트에 어느 것이 가장 적합할까요? 최종 결정을 내리기 전에 고려해야 할 사항을 소개합니다.
HP의 잉크젯 프린팅 기술과 정밀 역학 전문성이 2016년 3D 프린팅 부문 진출에 영향을 주었습니다. MJF 기술은 파우더 베드에서 재료를 층별로 쌓아 올려 세밀한 디테일, 일관된 기계적 특성, 품질 좋은 표면 마감을 가진 강하고 정확한 구성품을 만듭니다.
서포트 구조가 필요 없는 100% 충전된 기능적이고 상세한 부품을 제작할 수 있어, MJF는 견고한 프로토타입이나 소량 생산 런 제작에 적합합니다. 인기 있는 용도로는 지그, 고정구, 전자 하우징, 기계 어셈블리가 있습니다.
Multi Jet Fusion 3D 프린팅 공정 초기에 엔지니어는 이동식 빌드 유닛을 프린터에 배치하고, 프린터는 폴리아마이드 11(PA 11), 폴리아마이드 12(PA 12), TPA 같은 파우더 재료 층을 증착합니다. 그런 다음 프린팅 및 퓨징 캐리지가 빌드 영역을 가로지르며 잉크젯 노즐이 퓨징 에이전트를 적용합니다. 레이어가 완료되면 빌드 유닛이 후퇴하고, 기계가 또 다른 파우더 층을 증착하며 공정이 반복됩니다. 프린팅이 완료되면 작업자는 빌드 박스를 제거하고, 부품을 냉각시키고 느슨한 파우더에서 분리한 후 비드, 공기, 물 블라스터를 사용하여 남은 파우더를 제거합니다.
MJF는 다른 3D 프린팅 기술보다 최대 10배 빠르므로 신속한 프로토타이핑과 중간 규모의 최종 사용 부품 배치에 적합합니다. 서포트 구조가 필요하지 않아 재료를 절약하고 제작 시간을 단축할 수 있습니다. 또한 MJF 프린터가 초박막 레이어를 프린트할 수 있어 낮은 다공성, 높은 해상도, 양호한 기계적 특성, 모든 방향에서 일관된 강도를 가진 밀도 높은 부품을 생산할 수 있습니다.
그러나 이 기술은 일부 다른 적층 제조 기술보다 비싸며, 몇 가지 재료와만 호환됩니다.
FDM은 비용 효율적이며 다양한 프린터 크기를 제공합니다. 초기 개념 개발 및 중간 충실도 프로토타이핑 단계에서 최종 부품이 어떻게 보이고, 느껴지고, 다른 구성품과 맞는지 대략적으로 파악하기 위해 프린팅하는 데 이상적입니다. FDM은 최종 사용 제품에도 사용될 수 있습니다.
FDM으로 부품을 만들려면 프린터, 디지털 모델, 필라멘트 스풀이 필요합니다. 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA), 폴리카보네이트(PC), 나일론(PA)이 가장 인기 있는 필라멘트 재료입니다.
디지털 3D 모델을 슬라이싱한 후, 프린터는 노즐에서 플라스틱 필라멘트를 녹여 압출하면서 X, Y, Z 축을 따라 이동합니다. 빌드 플랫폼이 내려가거나(또는 압출 헤드가 올라가면) 각 레이어 후 공정이 다시 시작됩니다. 대부분의 레이어는 0.1mm~0.5mm 높이지만, 더 매끄러운 표면, 곡면 프린트, 높은 디테일 수준이 필요하면 더 작은 레이어 크기를 사용해야 할 수 있습니다.
FDM은 빠른 처리 시간부터 다양한 재료 및 색상 호환성까지 많은 것을 제공합니다. FDM 프린터를 사용하면 ABS, 나일론 등으로 강하고 기능적인 프로토타입이나 최종 사용 부품을 만들 수 있습니다. 산업용 FDM 기계는 최대 1,000mm x 1,000mm x 1,000mm의 빌드 크기를 가지며, 맞춤형 부품을 대량 생산 부품만큼 쉽게 프린트할 수 있습니다.
FDM에도 몇 가지 단점이 있습니다. 우선, 다른 3D 프린팅 기술만큼 품질, 신뢰성, 치수 정확도를 제공하지 않습니다. 노즐이 막히거나 프린트 베드가 잘못 보정되어 프린팅 실패가 발생할 수 있습니다. MJF와 마찬가지로 부품이 다른 속도로 냉각되면 휨이 발생할 수 있습니다. 눈에 보이는 레이어 라인과 낮은 해상도도 볼 수 있습니다.
또한 FDM 부품은 이방성이며 종종 서포트가 필요하므로, 부품 설계 시 방향과 서포트 구조 배치를 고려해야 합니다. 샌딩, 폴리싱, 아세톤 증기 스무딩, 에폭시 코팅으로 부품을 후가공하거나 더 비싼 수용성 서포트 재료를 선택해야 할 수도 있습니다.
FDM vs MJF 비교 시 각 공정은 장단점이 있으며, 하나를 다른 것보다 사용하는 것이 타당한 특정 상황이 있습니다. 다음을 고려해야 합니다:
MJF와 FDM 모두 비교적 짧은 처리 시간과 품질 좋은 부품을 제공합니다. 둘 중 하나를 결정할 때 생산 요구사항, 환경 목표, 원하는 부품 품질, 복잡성, 재료, 특성을 고려해야 합니다.
MJF나 FDM 중 어느 것을 사용해야 할지 확신이 없다면 Fast Radius 전문가들이 프로젝트에 가장 적합한 기술을 선택하도록 도와드릴 수 있습니다. 또한 산업용 프린터와 재료를 사용하여 설계를 최적화하고 부품을 생산할 수 있습니다. 지금 문의하여 시작하세요.
산업기술
티타늄은 높은 강도-밀도 비율, 내식성, 내열성으로 가치가 높은 금속입니다. 티타늄이 지구상에서 가장 흔한 자연 발생 원소 중 하나임에도, 다른 원소로부터 분리해 순수 금속 형태로 얻는 것은 비쌉니다. 티타늄은 산소와 쉽게 결합하여 완제품에 산화 티타늄 층을 형성해 내식성을 높이지만, 이 특성이 금속 제품 제조를 어렵게 만듭니다. 사실, 다른 원소에 노출되어 결합되는 것을 방지하기 위해 특수 공정이 필요합니다. 독특한 특성 덕분에 티타늄은 항공우주, 의료, 산업 부품뿐 아니라 소비재와 스포츠 용품 제작에도 자주 사용됩니다. 티타늄
적층 제조(additive manufacturing)와 3D 프린팅(3D printing)이라는 용어가 무엇을 의미하는지에 대해 많은 혼란이 있습니다. 그것도 당연합니다. 결국 두 용어 모두 매우 유사한 공정과 관련되어 있기 때문입니다. 적층 제조와 3D 프린팅 모두 얇은 재료 층을 점차적으로 쌓아 객체를 만드는 공정을 설명합니다. 이 글에서는 적층 제조와 3D 프린팅이 정확히 무엇인지, 어떻게 관련되어 있는지, 무엇에 사용되는지 설명합니다. 3D 프린팅에서 적층 제조는 무엇에 사용되는가? 기존 제조에서는 부품이 더
