금속 적층 제조 설계를 위한 전문가 팁 4가지

금속 적층 제조는 가능하게 하는 새로운 것들로 흥미롭습니다. 이미 더 연비 효율적인 항공기를 위한 더 가벼운 부품을 만들고 맞춤형 의료 임플란트로 환자들의 삶을 개선하는 데 도움을 주었습니다. 시장도 성장하고 있어, 분석가들은 금속 적층 제조가 향후 10년간 2,280억 달러 규모의 구성요소를 생산할 것으로 예측합니다.

금속 적층 제조의 약속은 명확하지만 반드시 쉽게 실현되는 것은 아닙니다. 부분적으로 금속 적층 제조 설계에는 가파른 학습 곡선이 있기 때문입니다. 제조 산업은 감산 레거시 공정에 대해 수십 년간 축적한 기능적 지식이 금속 적층에는 없습니다. 게다가 금속 적층 설계는 폴리머 기반 적층 설계와 다른 규칙 세트를 가집니다.

금속 적층 설계에 익숙해지는 데는 시간과 노력이 필요합니다. 패스트 레디우스의 애플리케이션 엔지니어 팀은 이 주제에 대한 광범위한 직접 지식을 가지고 있습니다. 시작하는 데 도움이 되도록 금속 적층 제조를 위한 상위 4가지 설계 규칙을 정리했습니다.

1. 소재 세트 이해하기

금속 적층 공정은 사용하는 치밀화 공정에 따라 두 범주로 나뉩니다: 융합을 통한 용융/고화 또는 고체 상태 치밀화. 융합 기반 공정은 소재를 결합하는 방식에서 전통적 용접과 유사하고, 고체 상태 공정은 전통적 소결과 유사합니다. 각 적층 공정에 사용되는 소재는 전통적 유사 공정에 사용되는 소재와 유사하며, 일반적으로 같은 유형의 응용 분야에 좋습니다. 많은 중복이 있습니다. 두 방법 모두 같은 스테인리스강 제품군을 사용합니다. 그러나 소재는 사용하는 기술에 따라 다르게 행동할 수 있다는 점을 명심해야 합니다.

프로젝트에 적합한 방법을 선택할 때, 사용 가능한 소재 유형뿐만 아니라 프린팅 공정이 최종 부품 특성에 어떻게 영향을 미칠지 평가해야 합니다. 좋은 소식은 경우에 따라 적층 설계를 활용해(요소 통합이나 복잡한 형상 생성) 전통적 공정에서는 요구사항을 충족하지 못하던 소재로 부품을 만들 수 있다는 점입니다.

2. 후처리 계획 및 설계

금속 적층 제조는 까다로울 수 있습니다. 부품이 완벽하게 출력될 것처럼 보여도 후처리 설계를 소홀히 하면 결국 실패할 수 있으므로 특별한 예방 조치가 필요합니다. 많은 금속 적층 공정은 분말을 포함하므로 분말 제거를 위해 설계하지 않으면 열처리 중 분말이 응집돼 실패할 위험이 있습니다. 특히 중공 부품을 만들 때 분말 배수를 용이하게 하기 위해 설계에 구멍을 추가해야 할 수 있습니다.

분말 베드 금속 적층 기술로 부품이 빌드 플레이트와 강한 결합을 형성하며 분리해야 하므로 설계 과제가 될 수 있습니다. 예를 들어 와이어 EDM이 플레이트에서 부품을 분리하는 좋은 옵션이 될 수 있지만, 부품이 분리될 때 손상되지 않도록 픽스처를 설계해야 할 수 있습니다. 금속 적층으로 만든 부품은 프린터에서 나온 후 최종 요구사항을 충족하기 위해 보통 조정이 필요하므로 설계가 후처리를 고려하도록 하세요.

3. 설계가 자체 지지적이도록 노력하기

일반적으로 적층 제조 설계 시 오버행을 최소화하고 서포트 구조 의존도를 줄이는 것을 항상 목표로 해야 합니다. 이 권장사항은 금속에 더 중요합니다. 금속 적층 공정이 레이어를 위에 융합하는 방식 때문에 빌드 플레이트에 대한 각도가 너무 작으면 오버행이 변형되거나 마감이 불량하게 나올 수 있습니다. 서포트 구조가 오버행 문제의 이상적 해결책은 아닌데, 소재를 낭비하고 제거 과정이 부품의 안정성과 마감을 해칠 수 있기 때문입니다.

오버행이 서포트를 필요로 하는 시점을 판단하는 일반적인 경험 법칙은 없습니다. 각 금속 적층 기술은 다르며 서로 다른 각도에서 오버행을 지지할 수 있습니다. 각 공정이 지지하는 오버행이 귀사 설계 공정 선택의 핵심 결정 요인이 되어야 합니다.

4. 금속 적층 제조를 위한 역량 준비하기

금속 적층 제조는 여전히 비교적 초기 채택 단계지만 시장은 빠르게 성숙하고 있습니다. 지금 전문성을 구축하면 기술이 더 접근 가능해질 때 비즈니스를 미래에 대비하고 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

하지만 전문성은 쉽게 오지 않습니다. 우리가 여기서 설명했듯, 금속 적층 제조 설계는 전통적 제조나 폴리머 기반 적층 제조와 다른 기술 세트가 필요합니다. 패스트 레디우스 같은 경험 많은 제조 파트너가 귀사 응용 분야에 적합한 기술 선택, 금속 적층 설계의 양산 준비, 정확한 부품 제조를 도울 수 있습니다. 한번 공정을 거치면 금속 적층 제조가 기존 제품을 개선하고 완전히 새로운 제품을 만드는 방법을 보기 시작할 것입니다.

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