스마트 DFAM 설계로 생산 등급 적층 제조를 실현하세요

2023년 9월 27일 게시

적층 제조를 통해 기존 부품을 복제하는 것은 가능하지만 기술의 잠재력을 최대한 활용하는 경우는 거의 없습니다. 성능, 비용 절감 및 재료 효율성을 극대화하려면 적층형 특정 기회 및 제약 조건을 염두에 두고 처음부터 설계해야 하며, 기본적으로 적층 제조를 위한 설계(DFAM) 원칙을 적용해야 합니다.

DFAM은 프로세스 계획을 제품 개발에 직접 통합하여 잘 확립된 제조 가능성 설계(DFM) 개념을 확장합니다. DFM이 우레탄 주조 또는 사출 성형과 같은 기존 방법에 중점을 두는 반면, DFAM은 가장 효율적이고 비용 효율적인 부품을 생산하기 위해 경쟁 요소의 균형을 유지하면서 산업 등급 적층 공정에 맞게 설계를 맞춤화합니다.

프로덕션급 구성 요소를 만드는 것은 단순히 "인쇄"를 누르는 것 이상입니다. DFAM은 설계자가 전통적으로 제조된 부품과 동일한 성능을 달성하는 동시에 리드 타임을 단축하고 툴링 비용을 제거하며 설계 자유를 극대화하도록 안내합니다. DFAM 지침을 조기에 포함함으로써 팀은 적층 제조의 전략적 이점을 완전히 포착할 수 있습니다.

다음은 프로토타입 수준 적층 제작과 실제 생산 등급 부품을 구별하는 주요 DFAM 원칙입니다.

오버행 최소화 및 지지대 의존도 감소

적층형 빌드의 각 레이어는 그 아래 레이어에 의존하여 지원됩니다. 큰 돌출부나 개방형 단면과 같은 특징에는 뒤틀림을 방지하고 공차를 유지하기 위해 추가 지지 구조가 필요한 경우가 많습니다. DFAM 모범 사례를 따르는 설계는 자립형이며 재료 낭비와 후처리를 줄입니다. 지지대가 불가피한 경우 지지대 잔여물이 보이지 않는 영역에 놓이도록 부품 방향을 지정하여 샌딩 및 마감 시간을 단축합니다.

부품 오리엔테이션

적층 프린터는 다양한 각도에서 부품을 제작할 수 있지만 제작 방향은 표면 마감과 치수 정확도에 영향을 미칩니다. 약간의 편차라도 허용 오차를 위반할 수 있으므로 초기 설계 단계에서 여러 방향을 평가하면 사양을 충족하고 생산을 간소화하는 최적의 제작 방향을 식별하는 데 도움이 됩니다.

다중 부품 어셈블리 통합

기존 제조 방식에서 다중 부품 어셈블리가 필요한 복잡한 형상을 적층 방식을 사용하면 단일 부품으로 통합하여 조립 노동력과 비용을 절감할 수 있는 경우가 많습니다. 예를 들어 Steelcase는 암 캡을 재설계하면서 세 부분으로 구성된 어셈블리를 여러 기능 영역을 갖춘 하나의 매끄러운 구성 요소로 전환했습니다.

제너레이티브 디자인을 활용하여 부품 최적화

적층 제조는 설계자가 토폴로지 최적화, 격자 구조 등과 같은 생성 도구를 사용하여 수백 가지 변수를 기반으로 부품의 내부 아키텍처를 맞춤화할 수 있는 고유한 형상을 잠금 해제합니다. 격자 설계를 통해 여러 지역의 강도와 재료 밀도를 정밀하게 제어할 수 있어 단일 부품이 다양한 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

가장 중요한 적층 가공 설계 고려 사항

이러한 지침은 가치가 있지만 생산 등급 적층 제조를 채택하는 데 있어 가장 큰 장벽은 제품 설계의 기술 격차입니다. 가장 중요한 단계는 처음부터 적층 제조 전문가를 참여시키는 것입니다. 이들은 비용과 성능을 최적화하는 설계 수정을 권장할 수 있으며 주문형 생산 및 가상 창고 보관과 같은 공급망 효율성을 활용하는 방법을 알고 있습니다. 노련한 AM 설계 엔지니어와 더 빨리 협력할수록 전환의 이점은 더 커집니다.

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