생산 및 툴링을 향상시키는 5가지 3D 프린팅(적층 제조) 트렌드
3D 프린팅(적층 제조) 기법은 공작물 및 공구 생산의 여러 측면을 개선합니다. 5가지 트렌드를 통해 제조업에 혁신을 가져올 수 있는 방법을 알아보세요.3D 프린팅(적층 제조, 또는 AM)는 생산 현장에서 실용적으로 적용하는 것이 제한적이었던 영리한 기술로 시작하여 기하급수적으로 발전했습니다. 현재 거의 10가지 버전의 3D 프린팅 기법이 존재하며, 각기 다른 방식으로 유용합니다. 3D 프린팅(적층 제조) 기법은 항공우주 부품 수리, 개별화된 의료 임플란트 생산, 치구 및 공작물 고정 솔루션 제작, 특히 맞춤형 솔루션 개발에서 공구 생산을 개선할 수 있습니다. 기능이 향상되고 비용이 절감됨에 따라 소규모 공장에서도 3D 금속 프린팅 기법을 활용할 수 있는 다양한 방법을 찾을 수 있습니다.
3D 프린팅 기법은 의료용 임플란트 및 기기 생산에 혁신을 일으키고 있습니다. 치과에 사용되는 것과 같은 일부 소형 임플란트는 표준화된 형태/제품으로 제대로 기능할 수 있습니다. 고관절 및 무릎 보철물과 같은 대형 정형외과용 임플란트는 개별 환자에게 더 정확하게 맞을 때 더 잘 작동합니다. 수술 전 스캔은 3D 금속 프린팅을 통해 개별화된 임플란트를 제작하기 위한 데이터를 제공합니다. 3D 프린팅 부품은 맞춤형 제작이 가능하기 때문에 의료 및 수술 도구 제작에도 이상적입니다.
또한 3D 프린팅을 사용하면 인체가 골 유합을 통해 뼈에 쉽게 융합되는 티타늄으로 의료용 임플란트를 쉽게 제작할 수 있습니다. 코발트-크롬 합금과 달리 티타늄은 연삭 작업을 견디지 못합니다. 하지만 적층 제조(3D 프린팅) 기법을 사용하면 환자의 해부학적 구조에 맞는 가볍고 튼튼한 티타늄 임플란트를 제작할 수 있습니다.
의료용 임플란트가 인체 내에서 제대로 작동하려면 오염 물질이 없어야 합니다. 인쇄된 의료 부품은 제조 과정에서 절삭유 및 칩 잔여물에 대한 노출을 최소화합니다. 3D 프린팅 부품은 프린팅 후 가공이 거의 필요하지 않지만, 공장에서는 연마 작업을 엄격하게 제어할 수 있고 또 그래야 합니다. 3D 프린팅 공작물 연마 자동화는 부품 전체에 동일한 마감 처리를 적용하기 위한 수작업에 비해 사이클 타임과 부품 비용을 줄여줍니다. 자동화를 통해 제조업체는 부품의 여러 영역에서 서로 다른 마감 표준에 따라 사양을 일치시킬 수 있습니다.
의료 제품을 생산하지 않는 공장에서는 처음에는 치구와 공작물 고정을 위해 3D 프린팅을 고려할 수 있습니다. 이러한 장치 중 일부는 고밀도 플라스틱으로 제작하여 좌표 측정기(CMM)에 공작물을 고정할 수 있습니다. 이 방식은 금속 치구를 주문하고 도착할 때까지 기다리는 대신 비용을 낮추고 수직적으로 통합된 대안을 제공할 수 있습니다.
다른 공장에서는 3D 프린팅 기법을 절삭 가공과 함께 보조 공정으로 통합하기도 합니다. 이를 통해 다른 공급업체에 부품을 보내지 않고도 가공된 공작물에 형상을 추가할 수 있습니다. 항공우주 부품을 만드는 공장에서는 이미 용접 적층 가공을 사용하여 크고 불규칙한 모양의 고가 부품을 수리하고 있습니다.
3D 프린팅의 모든 분명한 장점과 함께 몇 가지 단점도 있습니다. 어떤 공작물은 절삭 가공보다 3D 프린팅을 통해 생산하는 데 더 많은 비용이 듭니다. 가격이 주요 고려 사항인 경우 3D 프린팅 기법은 이상적인 선택이 아닐 수 있습니다. 3D 프린팅 기법으로 '기존에 불가능했던' 형상을 쉽게 만들 수 있지만, 일부 기능에는 제작을 더 복잡하게 만드는 지원이 필요합니다.
그러나 제조업체가 생산 작업에 3D 프린팅을 사용하는 혁신적인 방법을 찾기 시작하면서, 5가지 트렌드가 적층 가공(3D 프린팅) 기법을 새로운 응용 분야로 이끌고 그 강점을 선보이고 있습니다.
공구 제조사들은 절삭 가공으로 달성할 수 있는 것보다 더 나은 결과를 얻기 위해 절삭유 채널을 추가하는 3D 프린팅 기법을 고려합니다.
기계 가공 기술은 절삭유가 강력한 흐름을 형성하는 대신 소용돌이치도록 하는 날카로운 모서리를 생성합니다.
3D 금속 프린팅에서는 절삭유 채널에 두 개의 구멍을 뚫는 방식이 필요하지 않습니다.
3D 프린팅 기법으로 제작된 공구에는 기존의 절삭 가공으로는 만들 수 없거나 만들기 매우 어렵던 구조인 단일 절삭유 통합 채널이 있습니다.
인쇄된 채널은 절삭유를 효율적으로 절삭날까지 전달하여 흐름이 끊어질 수 있는 영역에도 도달시킵니다.
3D 프린팅(적층 제조) 기법의 이점을 누릴 수 있는 툴링 및 부품 기능은 절삭유 채널뿐만이 아닙니다. 이러한 기능 중 일부는 절삭 가공보다 3D 금속 프린팅으로 더 쉽게 제작할 수 있습니다. 특히 어떤 형상들은 절삭 가공으로는 제작 자체가 불가능합니다.
3D 프린팅 기법은 절삭 가공이 닿지 않는 내부 캐비티를 포함한 복잡한 금형 제작을 간소화합니다. 벌집 구조는 단단한 금속을 대체하여 가벼운 강도를 제공합니다. 3D 프린팅은 공구 자체를 제작하는 것과 동일한 공정에서 공구에 대한 지지 구조를 만들 수 있습니다. 다른 많은 3D 프린팅 제품과 마찬가지로 이러한 지지대는 견고할 필요가 없으므로 재료가 덜 필요합니다.
3D 프린팅은 또한 제조업을 지속 가능하게 만드는 데 도움이 됩니다. 3D 프린팅 공정은 재활용할 칩 더미를 만들지 않으며, 잔여 금속 분말은 재사용하거나 재활용할 수 있습니다. 인쇄된 공구는 일반적으로 기계 가공된 공구보다 무게가 가볍기 때문에 공장에서 부품을 만드는 데 에너지를 덜 사용할 수 있습니다.
향후 개발을 통해 3D 프린팅에서 CAD/CAM 기능을 더욱 많이 활용할 수 있게 될 것입니다. 결국 공구 제조사는 부품의 변수를 프로그래밍하고 해당 형상을 생성하는 공구를 생성할 수 있어야 합니다. 오늘날에도 제조업체는 3D 프린팅을 통해 특정 부품을 생산할 수 있는지 여부를 판단하고 작업에 필요한 맞춤형 공구를 정의할 수 있습니다. 3D 프린팅 기법은 준 최종 형상에서 최종 형상으로 완성하는 데 소량의 가공만 필요합니다.
기존의 스페셜 공구 제조에는 모양, 강도 및 기능을 최적화하기 위한 반복적인 설계를 포함하여 최대 8주가 소요될 수 있었습니다. 3D 프린팅은 이 시간을 2주 이내로 단축할 수 있습니다. 3D 금속 프린팅은 하나의 빌드 플레이트에서 8시간 주기로 4개의 중첩된 품목을 개별적으로 제작할 수 있습니다. 경우에 따라 공구 설계에 3D 프린팅과 소결의 조합이 필요한 경우도 있으며, 그 결과물은 적층 가공한 공구와 마찬가지로 잘 작동합니다.
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3D 프린팅은 최종 부품 치수에 매우 근접한 최종 형상에 가까운 ‘준 최종 형상'을 생성할 수 있습니다. 이러한 공작물의 정삭 가공에는 정밀한 치구와 매우 정확한 가공이 필요합니다. 정확한 프로빙과 최적의 정렬 또한 제대로 된 결과를 얻기 위한 필수 요소입니다. 밀링 가공된 부품에 비해 3D 프린팅된 공작물은 약간의 모양 변형에 대한 정밀성이 떨어집니다. 따라서 생산, 마감 및 검사에서 디테일에 대한 주의가 더욱 중요해졌습니다.
3D 프린팅은 공작물 및 공구 생산에 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 절삭 가공이 만들어낼 수 있는 것보다 절삭유 흐름에 더 나은 대안을 제공합니다.
복잡한 모양을 만드는 데 탁월합니다. 3D 프린팅은 절삭 가공을 허용하지 않는 일부 고부가가치 소재를 수용하고 칩의 양을 줄이며 지속가능성을 향상시킵니다. 이 기능은 공구 디자인 및 사용자 맞춤화에 혁신을 불러일으키기 시작했습니다.
하지만 제조업의 성공은 기술 그 이상의 것에 의존하는 경우가 많습니다. 최적의 솔루션과 기술은 전략적 파트너십을 통해 얻을 수 있습니다.
3D 프린팅에 대한 풍부한 경험을 보유한 세코는 3D 프린팅(적층 제조) 기술과 그 영향력, 그리고 이를 통해 최적의 결과를 얻는 방법을 잘 알고 있습니다. 고객이 잠재력을 발휘하기 위해 고군분투하는 동안 저희는 고객이 이를 구현하기 위해 노력하는 방식과 이를 실현하는 방법을 잘 이해하고 있습니다. 수십 년간 쌓아온 제조 전문성을 바탕으로 3D 프린팅을 미래로 이끌고 그 강점을 적용할 수 있도록 지원할 준비가 되어 있습니다.
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