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3단계 금속 3D 프린팅 프로세스

금속 3D 프린팅은 기술과 비즈니스 모두에 완전히 새로운 제조 기능의 세계를 열어줍니다. 툴링 비용이 필요하지 않으므로 부품당 비용이 크게 절감되고 적층 공정을 통해 기하학적 자유도를 제공합니다. 또한 금속 3D 프린팅은 프린터가 설계 파일에서 자동으로 부품을 생산할 수 있기 때문에 자동화가 가능합니다.

첨단 제조업체에서는 이미 이 기술을 활용하여 금속 3D 프린팅 부품을 신속하게 프로토타입으로 제작하거나 교체 부품을 온디맨드 방식으로 프린팅하고 있습니다(.

그렇다면 이 모든 것이 어떻게 작동할까요? 이 동영상에서는 애플리케이션 엔지니어 트립 버드(Tripp Burd)에게 디자인부터 기능성 금속 부품까지 마크포지드의 전체 금속 3D 프린팅 프로세스를 안내해 달라고 요청했습니다.

금속 3D 프린팅 프로세스의 세 가지 주요 단계는 프린트, 세척, 소결입니다. 각 단계에는 금속 3D 프린팅이 기존 제조업과 차별화되는 고유한 영역이 있습니다.

Step 1: 인쇄


구리 부품 3D 프린팅

모든 3D 프린팅 부품은 CAD에서 부품을 설계하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 STL로 내보내고 Eiger에 업로드합니다. Eiger는 클라우드 기반 슬라이싱 및 인쇄 관리 시스템으로, 모든 Markforged 제품과 함께 제공됩니다. Eiger는 작업에 사용하는 재료와 프린터에 따라 자동으로 파트를 구성합니다.


이거가 파트를 슬라이스할 때 다운스트림 공정에서 수축과 변형을 고려하기 위해 파트를 확장합니다. 그런 다음 Eiger는 파트를 개별 레이어로 분할하고 돌출된 피처를 식별한 다음 파트 아래에 서포트와 래프트를 구축합니다.


아이거는 또한 공정의 각 단계에서 금속 부품의 진행 상황을 모니터링합니다. 프린팅 소프트웨어로 프린트를 준비했다면 이제 금속 3D 프린터인 Metal X로 이동할 차례입니다.

인쇄를 시작하기 전에 Metal X는 고유한 노즐 터치오프 프로세스를 사용하여 프린트 베드를 자동으로 매핑하고 수평을 유지하여 첫 번째 레이어가 올바르게 인쇄되도록 합니다. 인쇄물은 프린터 상단에 위치한 가열 챔버에 저장된 두 가지 재료로 만들어집니다. 첫 번째 재료는 금속이고 두 번째 재료는 세라믹 릴리스입니다. 이 필라멘트 소재는 두 부분으로 구성된 플라스틱 바인더 안에 안전하게 현탁된 금속 분말입니다. 필라멘트가 가열되고 빌드 플레이트에 압출되어 부품이 층층이 쌓입니다. 이형 재료는 파트와 서포트 사이의 인터페이스로 압출되어 파트가 용광로에서 나오면 쉽게 제거할 수 있습니다.

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마크포지드 금속 3D 프린터

다른 금속 3D 프린팅 시스템과 달리 Metal X 공정은 금속 분말을 사용하지 않으므로 더 안전하고 비용 효율적인 워크플로우를 제공합니다.


마크포지드 메탈 X 시스템은 17-4 PH 스테인리스강, H13, A2< /a>로 프린팅할 수 있습니다./a>, D2 공구강, 구리, 인코넬 625 및 현재 개발 중인 기타 여러 소재가 있습니다. 빠른 전환으로 소재를 쉽게 전환할 수 있습니다.


부품 인쇄가 완료되면 프린터에서 이메일을 통해 알려줍니다. 이 시점에서 프린터로 이동하여 빌드 시트에서 파트를 제거하고 베드를 지울 수 있습니다.


이 단계에서는 인쇄된 부분이 녹색으로 표시됩니다. 다음 단계는 디바인딩 과정을 위해 세탁기에 넣는 것입니다.


2단계: Wash


Markforged Wash-1

워시 단계에서 마크포지드의 Wash-1은 바인딩 재료의 첫 번째 단계를 제거합니다. 녹색 부분을 프린터에서 꺼내 세척 바구니에 넣은 다음 용매에 넣습니다.


이 단계에서는 부위의 가장 두꺼운 부위에 따라 몇 시간에서 며칠까지 세척 시간이 달라질 수 있습니다. 세탁이 완료되면 갈색 부분이 생깁니다. 그런 다음 소결 프로세스로 이동합니다.


3단계: 신터


3D 프린팅 금속 부품 소결용 퍼니스

소결은 갈색 부품을 완전한 금속 부품으로 변환합니다. 이를 위해 온도를 천천히 높여 미량의 잔여 결합 물질을 태워버립니다. 온도가 재료의 녹는점에 가까워지면 금속 입자가 서로 융합되어 강력한 금속 부품이 만들어집니다.


마크포지드 신터-2는 중간 볼륨 생산 및 대형 프린트 부품을 위해 설계된 용광로입니다. Sinter-2 및 기타 마크포지드 소결로는 탄소가 없는 레토트를 사용하여 완제품의 부품 품질 및 합금 조성 표준을 충족합니다.


각 실행에는 약 하루가 소요되며 Eiger 소프트웨어를 사용하여 원격으로 모니터링할 수 있습니다. 실행이 완료되면 완성된 금속 조각이 있는 세터 트레이를 용광로에서 제거할 수 있습니다. 뗏목에서 부품을 분리하면 바로 사용할 수 있습니다.


퍼니스에서는 지지대, 래프트 및 프린터 부품 사이의 프린트된 이형 재료 층이 분말로 변합니다. 이를 통해 구조물을 래프트에 고정하여 공정 전반에 걸쳐 수축과 정확도를 더 잘 제어할 수 있을 뿐만 아니라 소결 후 쉽게 해제할 수 있습니다.


이 단계에서는 파트가 완전히 소결되어 사용할 준비가 된 것입니다. 최종 적용을 위해 필요에 따라 후가공, 연마 또는 기타 가공을 할 수 있지만, 많은 경우 이 공정 후 부품의 정확도와 강도는 설치 준비가 완료되었음을 의미합니다.


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이 과정을 통해 금속 3D 프린팅이 금속 적층 제조에 있어 안전하고 비용 효율적인 방법을 제공하는 방법을 확인할 수 있습니다. 이러한 프로세스는 이미 린 제조의 혁신을 주도하고 있습니다. 금속 3D 프린팅에 가장 적합한 재료3D 프린팅의 역사에 대해 자세히 알아보세요.

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