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시간과 유연성이 최우선 순위인 경우 주조용 신속한 프로토타입 제작은 제조업체에 복잡한 주조 부품을 소량 생산할 수 있는 빠른 경로를 제공합니다. Eagle Group에서 이 고급 접근 방식은 프로토타입 개발과 소량 생산을 모두 지원하여 고객이 영구 툴링과 관련된 긴 리드 타임 없이 설계를 개선하고 성능을 확인하며 개념에서 생산까지 신속하게 이동할 수 있도록 돕습니다.
이 기사에서는 디지털 모델링부터 프린팅 및 최종 주조에 이르기까지 Eagle Group의 신속한 프로토타이핑 워크플로가 어떻게 작동하는지, 그리고 3D 프린팅된 모래 주형을 에어셋 프로세스에 통합하여 고객에게 소량 생산, 반복 설계 및 레거시 부품 복원을 위한 빠르고 적응 가능한 경로를 제공하는 방법을 자세히 설명합니다.
주조를 위한 신속한 프로토타입 제작은 고급 기술을 사용하여 전통적인 영구 툴링 없이 기능적인 물리적 프로토타입(또는 이를 만드는 데 사용되는 패턴, 금형 또는 코어)을 신속하게 만드는 것입니다. 이름에서 알 수 있듯이 신속한 프로토타이핑과 기존 프로토타이핑의 주요 차이점은 속도입니다. 신속한 프로토타이핑은 결과를 더 빠르게 제공합니다.
Eagle Alloy의 Jeff Cook은 "3D 프린팅 금형을 사용하면 6~7주 안에 샘플 견적을 낼 수 있는 반면, 생산 도구에서 나온 샘플은 고객과 요구 사항에 따라 14개가 될 수도 있습니다."라고 말하며 신속한 프로토타입 제작 속도를 기존 주조 작업 흐름과 비교합니다.
위:MAGMA 소프트웨어를 사용한 주조 시뮬레이션
속도가 결정적인 장점인 반면, 신속한 프로토타입 제작은 단일 프로세스가 아니라 다양한 개발 단계와 부품 유형에 적합한 다양한 제조 접근 방식입니다. 금속 제조에서 쾌속 프로토타이핑 방법은 크게 적층형, 절삭형, 성형형의 세 가지 범주로 분류됩니다.
3D 프린팅을 포함한 적층 제조는 신속한 프로토타이핑을 가능하게 하는 주요 기술 중 하나입니다. 기능적인 프로토타입을 빠르게 생성할 수 있기 때문에 디자인 변경이 예상되고 유연성이 중요한 프로젝트에 유리합니다. 이렇게 단축된 개발 주기로 인해 적층 제조는 프로토타입 및 소량 주조 프로젝트를 위한 귀중한 기술이 되었습니다.
그러나 적층 제조만으로는 기능성 금속 부품을 사양에 맞게 제공할 수 없는 경우가 많습니다. 쉘 성형, 에어셋 주조 또는 인베스트먼트 주조를 통해 생산된 것과 유사한 특성을 가진 주조물을 제공하기 위해 당사와 같은 주조업체는 적층 제조 전문가와 협력합니다.
Eagle Group의 쉘 몰드 및 에어셋 주조소인 Eagle Alloy는 주물의 신속한 프로토타입 제작을 위해 종종 3D 프린팅 모래 몰드를 사용합니다. 우리는 Humtown Additive와 같은 신뢰할 수 있는 첨가제 파트너와 긴밀히 협력하여 3D 프린팅된 모래 주형 및 코어를 주조 작업에 원활하게 통합합니다. 전문 프린터는 부품의 디지털 모델을 시작으로 레이어별로 쌓아 샌드 몰드와 코어를 만듭니다. 인쇄가 완료되면 각 주형을 세척하고 경화한 후 붓고 마감 처리를 위해 Eagle Alloy로 전달됩니다.
이러한 도구가 필요 없는 접근 방식은 빠른 반복이 필요하거나 적은 수의 부품만 필요한 작업에 적합합니다. 또한 기존 코어 제조 방법으로는 달성하기 어렵거나 때로는 불가능했던 내부 기능과 설계 복잡성도 가능하게 합니다.
신속한 프로토타이핑은 속도, 유연성 또는 설계 복잡성이 주조 프로젝트의 주요 동인일 때 가장 효과적입니다. 이 프로세스는 다음과 같은 경우에 이상적입니다:
Eagle Alloy의 3D 프린팅 주물은 당사의 표준 에어셋 공정과 비슷한 공차를 달성합니다. 아래 차트에는 이러한 성능 허용 범위가 요약되어 있습니다.
치수 공차
선형: 인치당 ±0.045″
각도: ±1도
캐스팅 특성
표면 마감: 200-420RMS
최소 벽 두께: 0.250인치(6.35mm)
일반적인 부품 중량: 2-400파운드
일반적인 실행 크기: 1~100개 부품
우리는 신뢰할 수 있는 적층 제조 업체와 협력하여 고객의 CAD 모델에서 직접 모래 주형과 코어를 생산한 다음 이를 우리의 주입 및 마무리 작업 흐름에 통합하여 전체 밀도 강철 주물을 만듭니다. 아래 단계에서는 Eagle Alloy의 신속한 프로토타이핑 프로세스가 어떻게 진행되는지 자세히 설명합니다.
3D 모델링 및 응고 소프트웨어를 사용하여 주조 제품을 설계하는 방법에 대해 자세히 알고 싶으십니까? 저희 전용 제품을 확인해 보세요 캐스트 제품 디자인 블로그 게시물
위:조립 준비가 완료된 Eagle Alloy 시설의 3D 프린팅 금형 및 코어
이 워크플로가 실제 생활에서는 어떤 모습일지 궁금하다면 PBR 신속한 프로토타이핑 프로젝트가 좋은 예입니다.
Eagle Alloy 및 Eagle CNC는 신속한 프로토타입 제작과 현대적인 주조 및 기계 제조를 사용하여 베트남 시대 순찰선의 핵심 구성 요소를 복제했습니다. 청사진도 없고 부식되고 파손된 원래 부품만 있는 상태에서 팀은 정확한 디지털 모델을 만들기 위해 3D 스캐닝부터 시작하여 역엔지니어링을 해야 했습니다.
Eagle Alloy는 금형을 설계하고 응고 시뮬레이션을 실행했으며 Humtown Additive와 협력하여 3D 인쇄 모래 금형을 제작했습니다. 원래 부품(Ni-Hard 철로 제작)은 시간이 지남에 따라 부서지기 쉬웠기 때문에 Eagle Group 엔지니어들은 내구성과 장기적인 성능을 높이기 위해 스테인리스강을 선택했습니다.
Eagle Alloy가 새로운 주물을 부은 후 부품은 Eagle CNC로 옮겨졌고, 그곳에서 팀은 맞춤형 툴링과 신중한 공정 내 측정을 사용하여 모든 중요한 기능을 가공하고 최종 조립품이 계획대로 적합하고 작동하는지 확인했습니다.
결과는? 역사적으로 중요한 해군 함정에 생명을 불어넣은 완전히 재설계된 스테인리스강 부품입니다.
여기에서 전체 사례 연구를 읽어보세요.
신속한 프로토타입 제작에 대한 수요는 영구적인 툴링의 필요성을 제거하고, 설계 변경에 대한 더 큰 유연성으로 더 빠른 반복을 제공하고, 복잡한 기능과 내부 채널을 활성화하고, 개발 일정을 단축하기 때문에 증가하고 있습니다. 3D 프린팅된 몰드와 코어를 사용하는 이 워크플로는 몇 달이 아닌 몇 주 만에 고객의 손에 주조물을 전달할 수 있습니다. 신속한 프로토타이핑은 고객에게 속도, 디자인 확실성, 프로젝트 요구 사항 간의 균형을 유지하는 방법을 제공하여 매력적으로 만듭니다. 단, 올바른 기준을 충족하는 프로젝트에만 해당됩니다.
신속한 프로토타이핑은 유연성과 빠른 처리 시간이 더 높은 부품당 비용보다 더 큰 일회성, 고유 또는 저생산 구성 요소에 특히 유용할 수 있습니다. Cook은 "3D 프린팅된 금형으로 만든 샘플은 더 비싸지만 더 빠릅니다."라고 요약합니다. 그러나 신속한 프로토타이핑은 대량 주조 생산에 있어 비용 효율적이지 않으며 많은 주조소에서는 이 신기술의 용도를 찾는 데 어려움을 겪고 있습니다.
위:코어 삽입 전의 3D 프린팅 금형
동시에 Humtown Additive의 Brandon Lamoncha에 따르면 업계에서는 점점 더 하이브리드 워크플로를 채택하고 있습니다. Lamoncha는 "우리가 생산에서 점점 더 많이 보기 시작한 것은 하이브리드 프로세스에 더 가깝다는 것입니다."라고 말합니다. "주조소에서는 주조물과 금형의 외부 형태를 만들기 위한 패턴을 생성하지만, 터보 하우징부터 공기, 유압 또는 공압 시스템용 실린더 헤드와 밸브 본체에 이르기까지 매우 복잡한 내부 부품은 이제 점점 더 3D 프린팅을 사용하여 생산되고 이를 패턴으로 만든 기존 금형과 결합하는 사례가 늘어나고 있습니다."
초기 개발 단계를 넘어서는 대부분의 프로젝트에서 쉘 성형 및 인베스트먼트 주조와 같은 전통적인 주조 방법은 대량 생산 시 훨씬 낮은 부품 비용으로 뛰어난 정확성과 일관성을 제공합니다. 따라서 가장 효과적인 접근 방식은 둘 중 하나를 결정하는 것이 아니라 프로젝트 일정, 설계 복잡성 및 수량 요구 사항을 기반으로 신속한 프로토타입 제작과 기존 방법을 개별적으로 또는 함께 적용할 수 있는지 신중하게 평가하는 것입니다.
숙련된 주조소와 협력하면 설계부터 생산까지 전체 경로를 간소화하는 엔드투엔드 주조 전문 지식이 제공됩니다. 우리는 신속한 프로토타입 주조를 쉘 주조와 동일한 표준으로 유지하기 때문에 고객은 우리와 직접 협력합니다. 우리의 약속은 각 프로젝트에 대해 가능한 최상의 제조 방법을 사용하여 사양에 맞는 주조 부품을 제공하는 것입니다.
3D 프린팅 주형 주조 프로젝트에서 Eagle Alloy와 정기적으로 협력하는 Lamoncha는 숙련된 주조 팀이 만들 수 있는 차이를 다음과 같이 요약합니다. "우리는 종이 한 장에 아이디어가 있는 고객을 확보하고 이를 냅킨 스케치, 2D 인쇄 또는 3D 모델에서 주조에 이르기까지 가져올 수 있습니다. 하지만 프로젝트에 대해 이야기하기 시작한 때부터 무언가를 손에 넣을 때까지 몇 주 또는 몇 달이 걸릴 수 있습니다."
Lamoncha는 "Eagle과 작업할 때 Napkin Sketch와는 정반대의 결과를 얻었습니다. Humtown은 모든 여유 공간, 피트당 수축 및 인쇄 준비가 된 기타 주조소 고려 사항이 포함된 완전한 기술 데이터 패키지를 받아 프로세스와 작업 흐름이 훨씬 더 빨라졌습니다."라고 덧붙였습니다.
Eagle Alloy에서는 신속한 주조 작업 처리를 위해 3D 프린팅 성형에 대한 액세스를 제공할 뿐만 아니라 모든 프로젝트에 대해 높은 수준의 주조 및 엔지니어링 전문 지식을 제공합니다. 당사 엔지니어들은 신속한 프로토타이핑이 귀하의 일정, 설계 복잡성 및 수량 요구 사항에 가장 적합한지 여부를 평가하고, 주조 문제를 방지하고 비용이 많이 드는 재설계를 방지하기 위한 조기 지침을 제공합니다. 프로토타입에서 생산으로 전환하든, 용접 제작에서 주조 부품으로 전환하든, 우리는 프로세스를 안내하고 전체 제조로 원활하게 전환할 수 있도록 보장해 드립니다.
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적층 제조는 물체를 만드는 멋진 방법입니다. 3D 프린터 소유자라면 누구나 멋진 모델 파일을 쉽게 다운로드하여 즉시 사용할 수 있으며, 이것이 우리 대부분이 처음에 하는 일입니다. 그러나 원래 디자인이 우리의 요구 사항에 맞지 않으면 어떻게 됩니까? 모델을 변경하거나 완전히 새로운 모델을 생성해야 할 때마다 우리는 3D CAD 모델링 세계를 접하게 됩니다. 곧 우리는 작업을 완료할 수 있는 많은 프로그램이 있다는 것을 알게 되고 어떤 프로그램을 사용해야 할지 궁금해할 수 있습니다. 이 기사에서는 Solid Edge와 이것이 귀하
3D 프린팅 및 CNC 가공 프로토타이핑 및 소량 생산과 관련하여 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 방법입니다. 그러나 둘 다 제조에 대한 두 가지 매우 다른 접근 방식(하나는 적층 방식이고 다른 하나는 감산 방식)을 제공하기 때문에 애플리케이션에 적합한 제조 방법을 식별하는 것은 제품 개발을 간소화하고 효율성을 높이고 궁극적으로 고품질 부품을 달성하는 데 매우 중요합니다. 이 튜토리얼에서는 3D 프린팅과 CNC 머시닝의 차이점을 살펴보고 올바른 방법을 선택하는 방법에 대한 몇 가지 팁을 공유합니다. 3D 프린팅 대 CNC