7가지 유형의 적층 제조: 엔지니어 가이드

3D 프린팅 세계를 탐험해 보셨다면 FDM, SLA, SLS, DMLS, MEX, VPP, PBF 등 수많은 약어에 휩쓸리셨을 겁니다. 마케팅 용어와 기술 표준이 뒤섞인 혼란스러운 세상이죠. 이 모든 용어는 무슨 뜻일까요? 서로 어떤 관련이 있을까요? 그리고 어떤 용어가 당신의 프로젝트에 적합할까요?

여기 당신이 찾고 있는 빠른 답변이 있습니다. 공식에 따르면 ASTM F42 / ISO 17296 표준적층 제조(AM)에는 정확히 3가지 범주가 있습니다. 시중에 출시된 모든 XNUMXD 프린팅 기술은 다음 중 하나에 속합니다.

1. Vat 광중합(VPP)
2. 자재 밀어 냄 (멕시코)
3. 파우더 베드 퓨전(PBF)
4. 재료 분사(MJT)
5. 바인더 제팅(BJT)
6. 직접 에너지 증착(DED)
7. 시트 라미네이션(SHL)

문제는 단순히 나열하는 것만으로는 작동 방식, 사용하는 재료, 그리고 해결하는 문제의 근본적인 차이를 설명할 수 없다는 것입니다. 이 일곱 가지 제품군을 이해하는 것은 취미인에서 업무에 적합한 도구를 전략적으로 선택할 수 있는 전문가로 거듭나는 열쇠입니다.

At RM(신속 제조), 우리는 매일 이러한 기술을 활용합니다. 이것은 단순한 목록이 아니라, 우리의 도구 상자입니다. 이 최종 가이드, 전체적인 상황을 명확하게 설명해 드리겠습니다. 7가지 AM 유형을 각각 설명하고, 각 유형에 공통으로 사용되는 기술을 살펴보며, 어떤 부품은 레이저 경화 수지로 인쇄해야 하는지, 어떤 부품은 레이저 경화 수지로 인쇄해야 하는지, 어떤 부품은 레이저 경화 수지로 제작해야 하는지 이해하는 데 필요한 실질적인 지식을 제공해 드립니다. 용접 금속 가루.

왜 7가지 유형인가? 공식 ASTM 프레임워크

시작하기 전에 이해하는 것이 중요합니다. why 이러한 프레임워크가 존재합니다. 수년 동안 3D 프린팅 산업은 마치 서부 개척 시대와 같았습니다. 기업들은 자사 프로세스에 대한 자체적인 마케팅 용어를 만들어내면서 엄청난 혼란을 야기했습니다. 혼돈에 질서를 가져오기 위해, ASTM 인터내셔널세계적으로 존경받는 표준 기구인 , 적층 제조 기술에 관한 위원회 F42를 구성했습니다.

그들은 브랜드 이름을 무시하고 프로세스의 기본 물리학에 초점을 맞춘 시스템을 만들었습니다.재료가 어떻게 결합되어 부품을 형성하는지이것이 엔지니어들에게 황금 표준인 이유입니다. 유사한 방식으로 작동하는 기술들을 그룹화하여, 종종 유사한 강점과 약점을 공유합니다.

시작하자 심해 잠수.

VPP(Vat 광중합): 액체를 고체로 경화

Vat 광중합은 가장 오래되고 정밀한 3D 프린팅 방식 중 하나입니다. 날카로운 디테일과 표면 마무리 마치 사출 성형한 것처럼 보이지만 VPP에서 시작합니다.

핵심 개념: 끌처럼 가벼운

특수 액상 플라스틱인 광중합 수지(photopolymer resin)로 채워진 얕은 웅덩이("통")를 상상해 보세요. 이 수지는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 특정 파장의 자외선(UV)에 노출될 때까지 액체 상태를 유지하다가, 노출되면 즉시 굳어지거나 "경화"됩니다. VPP 기술은 이 원리를 활용하여 고정밀 광원을 사용하여 수지 표면에 층의 모양을 "그려" 굳힙니다. 이 과정을 한 겹 한 겹 정성스럽게 반복하여 액체로부터 고체 물체를 만들어냅니다.

단계별 프로세스

다양한 VPP 머신이 존재하지만 모두 유사한 워크플로를 따릅니다.

1. 초기화 : 빌드 플랫폼이 포토폴리머 수지 통으로 내려가면서 플랫폼과 통 바닥 사이에 작고 정밀한 간격이 생깁니다. 두께는 한 겹 정도입니다.
2. 경화: 제어된 UV 광원이 부품의 첫 번째 단면 모양에 맞춰 수지를 선택적으로 비춥니다. 노출된 수지는 응고됩니다.
3. 레이어 변경: 빌드 플랫폼은 한 층 높이만큼 위로(또는 일부 기계에서는 아래로) 이동하여 새로운 액상 수지 층이 틈새로 흘러들어갈 수 있도록 합니다.
4. 되풀이: 이 과정은 반복되며, 광원이 후속 층을 경화시키고 아래 층과 융합시켜 전체 부품이 완성될 때까지 이어집니다.
5. 후 처리 : 인쇄가 완료되면, 수지가 잉여로 흘러내린 부품을 용기에서 꺼냅니다. 최종 결과를 얻으려면 화학 세척(일반적으로 이소프로필 알코올 사용)을 한 후 UV 챔버에서 완전히 경화해야 합니다. 재료 특성.

VPP 내 핵심 기술

• SLA(스테레오리소그래피): 이것이 최초의 VPP 기술입니다. 거울(갈바노미터)로 향하는 단일 UV 레이저 빔을 사용하여 각 층의 기하학적 구조를 추적합니다. 매우 정밀하지만 레이저가 모든 선을 그려야 하기 때문에 속도가 느릴 수 있습니다.
• 디지털 조명 처리(DLP): DLP는 레이저 방식 대신 디지털 프로젝터를 사용하여 마치 슬라이드쇼의 슬라이드처럼 전체 레이어의 이미지를 한 번에 출력합니다. 이는 SLA보다 훨씬 빠르며, 특히 크고 단단한 부품의 경우 레이어의 복잡성이 경화 시간에 영향을 미치지 않기 때문입니다.
• 마스크드 SLA(MSLA 또는 LCD): 이 기술은 고해상도 레진 프린팅을 대중화하는 데 기여했습니다. 강력한 UV LED 어레이를 백라이트로 사용하고, 이 백라이트는 레이어의 모양을 표시하는 LCD 화면으로 "마스킹"됩니다. LCD는 스텐실 역할을 하여 부품이 있어야 할 곳에만 빛이 통과하도록 합니다. 비용 효율적이며 매우 빠릅니다.

재료, 장점, 단점 및 응용 분야

• 재료: 액상 광중합 수지. 일반 수지, ABS를 모방한 강인하고 내구성 있는 수지, 고무를 모방한 유연한 수지, 그리고 주얼리 제작용 주조 가능한 수지 등 매우 다양한 종류가 있습니다.
• 장점 : 비교할 수 없는 세부 묘사와 정확성, 놀라울 정도로 매끄러운 표면 마감, 복잡하고 정교한 기하학적 형상에 이상적입니다.
• 단점 : 부품이 부서지기 쉽고, 복잡한 후처리(세척 및 경화)가 필요하며, 장시간 자외선에 노출되면 재료 특성이 저하될 수 있습니다.
• 최고의 애플리케이션: 고성능 프로토타입, 치과 및 의료용 모델, 보석 주조 패턴, 테이블탑 미니어처 등 정밀한 기능이 최우선인 모든 응용 분야에 적합합니다.

재료 압출(MEX): 필라멘트를 이용한 제작

이것이 바로 3D 프린팅의 가장 흔하고 널리 알려진 형태입니다. 학교, 도서관, 또는 친구의 작업실에서 데스크톱 3D 프린터를 본 적이 있다면, 거의 확실히 재료 압출(Material Extruding) 방식을 사용하고 있을 것입니다.

핵심 개념: 첨단 핫 글루 건

MEX의 원리는 놀라울 정도로 간단합니다. 길고 얇은 고체 플라스틱("필라멘트")이 스풀에서 가열된 프린트 헤드("압출기")로 공급됩니다. 프린트 헤드는 플라스틱을 반액체 상태로 녹인 후 작은 노즐을 통해 압출합니다. 기계는 이 노즐을 정밀한 경로로 움직여 얇은 용융 플라스틱 비드를 형성하고, 이 비드는 거의 즉시 냉각되어 굳어집니다. 이 과정은 층층이 반복되며, 각각의 새로운 층은 그 아래 층에 융합됩니다.

단계별 프로세스

1. 로드 : 열가소성 필라멘트 스풀이 프린터에 장착됩니다. 필라멘트 끝은 압출기 장치로 공급됩니다.
2. 난방: 압출기의 "핫엔드"는 사용되는 플라스틱의 특정 용융 온도(예: PLA의 경우 ~210°C, ABS의 경우 ~245°C)까지 가열됩니다.
3. 압출 : 기계의 갠트리 시스템은 압출기가 뜨거운 노즐을 통해 필라멘트를 밀어넣는 동안 프린트 헤드를 X축과 Y축을 따라 움직여 첫 번째 층을 빌드 플레이트에 놓습니다.
4. 레이어링 : 레이어가 완성되면 빌드 플레이트가 Z축을 따라 한 레이어 높이만큼 아래로 이동합니다(또는 갠트리가 위로 이동합니다).
5. 되풀이: 이 과정은 수백 또는 수천 개의 층이 쌓여 최종 물체가 형성될 때까지 반복됩니다.

MEX 내 핵심 기술

• 융합 증착 모델링(FDM): 이는 1980년대에 이 기술을 발명한 회사인 Stratasys의 등록상표입니다. 산업용 MEX 장비를 지칭하는 데 자주 사용됩니다.
• 융합 필라멘트 제조(FFF): 2000년대 FDM 특허가 만료되기 시작하자, 오픈소스 RepRap 운동은 동일한 공정을 설명하기 위해 FFF라는 용어를 채택했습니다. 오늘날 "FFF"는 일반적으로 데스크톱 및 프로슈머 프린터에 사용되는 반면, "FDM"은 고급 산업용 시스템과 연관되는 경우가 많지만, 기능적으로는 동일한 공정입니다.

재료, 장점, 단점 및 응용 분야

• 재료: 방대하고 끊임없이 확장되는 열가소성 필라멘트 라이브러리. 이것이 MEX의 주요 강점입니다. 일반적인 소재로는 PLA(인쇄가 쉽고 생분해성), ABS(강하고 내열성), PETG(내구성이 뛰어나고 식품에 안전함), TPU(유연성) 등이 있습니다. 산업용 기계는 고성능 엔지니어링으로 인쇄할 수 있습니다. PEEK, PEKK, Ultem과 같은 폴리머는 놀라운 강도와 내화학성을 가지고 있습니다.
• 장점 : 진입 비용이 매우 낮습니다. 다양한 특성을 지닌 광범위한 소재를 제공합니다. 기계는 간단하고, 신뢰할 수 있으며, 작동하기 쉽습니다. 튼튼하고 기능적인 부품을 생산합니다.
• 단점 : 눈에 보이는 층선이 항상 존재하여 표면 마감이 거칠고, VPP에 비해 해상도와 치수 정확도가 낮으며, 부품 강도가 이방성입니다(층 사이의 Z축에서 강도가 약함).
• 최고의 애플리케이션: 신속한 프로토타입 제작, 제조 보조 도구(지그, 고정 장치, 도구), 건축 모형, 완벽한 표면 마감이 필요하지 않은 최종 사용 기능 부품, 취미 프로젝트.

처음에는 우리 가이드의 일부3D 프린팅의 기본 기술인 액상 수지를 빛으로 경화하는 방식(Vat 광중합)과 용융된 필라멘트를 압출하는 방식(Material Extruding)을 살펴보았습니다. 이제 액체와 가닥을 벗어나 분말 소재의 세계로 들어가 보겠습니다. 다음 두 가지 기술인 PBF(Powder Bed Fusion)와 Binder Jetting(Binder Jetting)은 산업용 3D 프린팅의 핵심 기술로, 복잡한 나일론 프로토타입부터 비행 가능한 티타늄 부품까지 모든 것을 제작할 수 있습니다.

파우더 베드 퓨전(PBF): 레이저와 빔을 이용한 파우더 융합

재료 압출이 가장 많은 경우 공통의 3D 프린팅의 한 형태인 Powder Bed Fusion은 아마도 가장 변형 전문적인 응용 분야에 적합합니다. 이 기술 계열은 견고한 구조에서 매우 복잡하고 지지대가 없는 부품을 제작할 수 있는 기능을 제공합니다. 엔지니어링 플라스틱 고성능 금속.

핵심 개념: 고에너지 정밀 용접

완벽하게 매끄럽고 평평한 미세 분말(폴리머 또는 금속)로 채워진 빌드 챔버를 상상해 보세요. 레이저나 전자빔과 같은 강력한 에너지원이 정밀하게 분말 층에 조사됩니다. 이 에너지는 부품의 첫 번째 층의 모양을 선택적으로 스캔하여 분말 입자를 녹이거나 소결시켜 고체 덩어리로 융합시킵니다. 그런 다음 층이 약간 낮아지고, 새로운 분말 층이 표면에 쓸려 나가며, 이 과정이 반복되어 분말 층 내에서 물체가 한 겹씩 제작됩니다.

이 방법의 주요 장점은 주변의 미융착 분말이 자연스러운 지지 구조 역할을 한다는 것입니다. 이를 통해 VPP나 MEX로는 나중에 제거해야 하는 촘촘한 지지 구조 네트워크 없이는 불가능했던 매우 복잡하고 자유로운 형태의 형상과 서로 맞물리는 부품을 제작할 수 있습니다.

단계별 프로세스

1. 준비 : 빌드 챔버는 바로 아래의 온도로 가열됩니다. 재료의 용융 이는 열응력을 줄이고 에너지원이 분말을 더 쉽게 융합할 수 있도록 합니다. 티타늄과 같은 반응성 금속의 경우, 산화를 방지하기 위해 챔버에 불활성 가스(아르곤 등)를 채웁니다.
2. 분말 증착: 재코팅 블레이드 또는 롤러는 저장소에서 빌드 플랫폼으로 얇고 정밀한 분말 층을 쓸어 넘깁니다.
3. 융합: 에너지원(레이저 또는 전자빔)은 부품의 단면을 선택적으로 스캔하여 분말 입자를 고체 층으로 융합시킵니다.
4. 저하: 빌드 플랫폼은 단일 레이어의 높이만큼 낮아집니다.
5. 되풀이: 재코터는 새로운 분말 층을 증착하고, 이 과정은 부품이 완전히 형성되어 분말층 내에 둘러싸일 때까지 반복됩니다.
6. 쿨다운 및 브레이크아웃: 뒤틀림을 방지하기 위해 전체 빌드 챔버는 천천히 (때로는 여러 시간 동안) 식어야 합니다. 식으면 빌드 플랫폼을 제거하고, "브레이크아웃"이라는 과정을 통해 주변 파우더 케이크에서 부품을 꺼냅니다.
7. 후 처리 : 부품은 브러시와 압축 공기 또는 미디어 블라스팅을 사용하여 과도한 분말(종종 재활용됨)을 제거합니다. 금속 부품은 일반적으로 빌드 플레이트에 부착되어 있기 때문에 절단해야 하며, 추가 열처리나 표면 마감이 필요할 수 있습니다.

PBF 내 핵심 기술

• 선택적 레이저 소결 (SLS): 플라스틱용 기본 PBF 공정입니다. CO2 레이저를 사용하여 폴리머 분말, 특히 나일론(PA11, PA12)을 소결(입자가 완전히 녹지 않고 표면이 결합될 때까지 가열)합니다. RMSLS를 사용하여 사출 성형 부품과 유사한 특성을 지닌 내구성 있고 기능적인 프로토타입과 최종 사용 부품(예: 인클로저 및 스냅핏 조립품)을 생산합니다.
• 직접 금속 레이저 소결(DMLS) / 선택적 레이저 용융(SLM): 이 두 용어는 금속 공정을 설명하며, 종종 혼용되지만 미묘한 기술적 차이가 있습니다. 두 용어 모두 고출력 파이버 레이저를 사용하여 금속 분말을 용융합니다. DMLS는 기술적으로 입자를 소결하는 반면, SLM은 입자를 완전히 용융하여 균질한 액체 풀을 만듭니다. 실제로 최신 기계는 완전 용융을 달성하여 99.9% 이상의 밀도를 가진 부품을 생성합니다. 이 기술은 항공우주, 의료용 임플란트, 고성능 자동차 응용 분야에 최적화된 경량 금속 부품을 제작하는 데 있어 획기적인 기술입니다.
• 전자빔 용해(EBM): Arcam(현재 GE Additive의 자회사)에서 개발한 EBM은 레이저 대신 전자빔을 사용합니다. 이 방식은 몇 가지 주요 차이점이 있습니다. 진공 상태에서 공정을 진행해야 하며, 훨씬 높은 온도에서 작동합니다. 그 결과, DMLS/SLM 부품에서 발견되는 내부 응력이 거의 없는 금속 부품이 제작되므로 의료용 티타늄 및 항공우주 부품에 이상적입니다.

재료, 장점, 단점 및 응용 분야

• 재료: 다양한 엔지니어링 소재. 플라스틱: 주로 나일론(PA11, PA12)이며, 강도 향상을 위해 유리 또는 탄소 섬유를 첨가하는 경우가 많습니다. 금속: 알루미늄 합금 스테인리스 강, 티타늄 합금, 인코넬(초합금), 코발트 크롬.
• 장점 : 뛰어난 기계적 특성, 매우 복잡하고 지지대가 없는 기하학적 형상을 만들 수 있는 능력, 전체 빌드 영역을 부품으로 채울 수 있으므로("중첩") 생산성이 높습니다.
• 단점 : 기계 및 재료 비용이 높고, VPP보다 표면 마감이 거칠며, 광범위한 후처리 및 냉각 시간이 필요합니다.
• 최고의 애플리케이션: 기능성 프로토타입, 복잡한 덕팅, 지그 및 고정 장치, 의료용 임플란트, 경량 항공우주용 브래킷, 복잡한 최종 사용 부품의 소량 생산.

바인더 제팅(BJT): 대량 생산을 위한 분말 접착

바인더 제팅은 PBF와 유사한 원리, 즉 분말층 내에서 부품을 형성하는 방식으로 작동하지만, 완전히 다른 융합 메커니즘을 사용합니다. 바인더 제팅은 열 대신, 최첨단 접착제인 액체 결합제를 사용하여 분말 입자를 결합합니다. 이러한 차이점은 BJT가 진정한 대량 생산 기술이 될 준비가 된 이유를 이해하는 데 핵심적인 요소입니다.

핵심 개념: 분말용 3D 잉크젯 프린터

2D 잉크젯 프린터의 종이를 초미립 금속이나 모래 분말 층으로 대체한다고 상상해 보세요. 잉크젯 프린트 헤드와 매우 유사한 산업용 프린트 헤드가 분말 층을 가로질러 움직이며, 부품을 형성할 영역에 액상 바인더의 미세 입자를 선택적으로 분사합니다. 바인더가 분말에 스며들어 입자들을 결합합니다. 층이 낮아지고 새로운 분말 층이 도포되며, 이 과정이 반복됩니다.

이 단계에서 생산된 부품은 깨지기 쉬운 "녹색" 상태입니다. 최종 제품의 형태를 갖추고 있지만, 바인더에 의해서만 결합됩니다. 견고하고 기능적인 부품이 되기 위해서는 상당한 후가공 단계(소결)를 거쳐야 합니다.

단계별 프로세스

1. 분말 증착: 재코팅 롤러는 빌드 플랫폼에 얇은 분말 층을 뿌립니다.
2. 바인더 증착: 잉크젯 방식의 프린트 헤드가 침대 위로 움직이며 결합제의 물방울을 정밀하게 분사하여 층을 형성합니다.
3. 레이어링 : 빌드 플랫폼이 낮아지고 새로운 파우더 층이 적용됩니다.
4. 되풀이: 이 과정은 부품이 완성되어 결합되지 않은 분말로 포장될 때까지 계속됩니다.
5. 탈분말화: "녹색" 부분은 분말층에서 조심스럽게 발굴됩니다.
6. 소결: 이것이 중요한 단계입니다. 녹색 부품을 고온 용광로에 넣습니다. 바인더는 연소되고, 분말 입자는 녹는점 바로 아래까지 가열되어 서로 융합되어 밀도가 높고 단단한 물체가 됩니다. 이 과정에서 부품은 예측 가능한 속도로 상당히 수축합니다.

재료, 장점, 단점 및 응용 분야

• 재료: 금속(스테인리스 강 매우 흔함), 모래(주조용 틀을 만드는 데 사용), 도자기 등이 있습니다.
• 장점 : 매우 빠른 인쇄 공정(열이 필요하지 않음) PBF에 비해 비용이 저렴하며, 금속 인쇄와 같은 기존 방식과 경쟁하여 대량 생산이 가능합니다. 사출 성형 (MIM).
• 단점 : 여러 단계로 구성된 상당한 후처리 워크플로가 필요합니다. 최종 부품은 PBF 부품보다 밀도와 기계적 특성이 낮습니다. 소결 중 부품 수축을 관리하는 것이 복잡할 수 있습니다.
• 최고의 애플리케이션: 소형 복잡한 금속 부품의 대량 생산, 주조 산업을 위한 대형 모래 주형 및 코어 제작, 장식용 하드웨어 및 소비재.

최종 가이드의 처음 두 부분에서는 현대 3D 프린팅을 정의하는 핵심 기술을 살펴보았습니다. 먼저 광경화 수지(Vat 광중합)의 정밀성과 필라멘트 기반 프린팅(Material Extruding)의 보편성에 대해 살펴보았습니다. 이어서 파우더 베드를 사용하여 부품을 제작하는 산업의 핵심 기술인 파우더 베드 퓨전(PBF)의 고강도 성능과 바인더 제팅(Binder Jetting)의 대량 생산 가능성에 대해 자세히 살펴보았습니다.

이제 마지막 세 가지 공식 범주를 살펴보며 탐구를 마무리하겠습니다. 이 범주들은 대개 더욱 전문화된 기술들로, 초현실적인 풀컬러 모델 제작부터 수백만 달러짜리 항공우주 부품 수리까지, 각각 고유한 엔지니어링 과제를 해결합니다.

재료 분사(MJT): 초현실적 프로토타입 제작의 강자

머티리얼 제팅은 3D 프린팅에서 고급 잉크젯 컬러 프린터가 2D 프린팅에 제공하는 것과 같은 역할을 합니다. 이 기술은 단 하나의 주요 목적을 위해 개발되었습니다. 놀라운 시각적 사실성, 초정밀 디테일, 그리고 매우 매끄러운 표면 마감을 갖춘 부품을 제작하는 것입니다. 또한, 단일 빌드에서 여러 소재와 다양한 색상을 손쉽게 출력할 수 있는 유일한 기술입니다.

핵심 개념: 분사된 물방울과 즉각적인 경화

2D 프린터처럼 수백 개의 작은 노즐이 있는 산업용 프린트 헤드를 상상해 보세요. 이 프린트 헤드는 잉크 대신 액상 감광성 수지(감광성 수지)의 미세한 물방울을 빌드 플랫폼에 분사합니다. 이 물방울이 쌓이면 프린트 헤드 어셈블리에 내장된 자외선 광원이 그 위를 지나가면서 즉시 경화되어 액체를 고체 플라스틱 층으로 만듭니다.

이 과정은 반복되며, 한 번에 한 겹씩 매우 얇은 경화된 물방울 층을 형성합니다. MJT의 진정한 마법은 여러 개의 프린트 헤드를 사용하여 각각 다른 재료를 분사하는 능력에 있습니다. 이를 통해 동일한 층 내의 특정 위치에 서로 다른 기본 수지(예: 단단한 불투명 재료와 유연한 투명 재료)를 증착할 수 있습니다. 경화되기 전에 이러한 물방울을 혼합함으로써, 이 기계는 다양한 색조, 투명도 변화, 또는 쇼어 경도 값과 같은 다양한 중간 특성을 가진 "디지털 재료"를 하나의 일체형 부품 내에 모두 구현할 수 있습니다.

단계별 프로세스

1. 파일 준비: CAD 파일 내에서 특정 재질이나 색상을 다양한 본체 또는 면에 지정하여 3D 모델을 준비합니다.
2. 재료 분사 및 경화: 프린트 헤드 어셈블리는 빌드 플랫폼을 따라 움직이며 디지털 파일의 지침에 따라 포토폴리머 물방울을 분사합니다.
3. 즉시 응고: 통합된 UV 램프는 분사된 재료를 거의 즉시 경화시킵니다.
4. 레이어링 : 빌드 플랫폼이 낮아지고, 다음 층에 대해서도 같은 과정이 반복됩니다.
5. 지원 세대: 부품이 액체로 제작되기 때문에 MJT에는 지지 구조물이 필요합니다. 이는 일반적으로 젤 형태의 용해성 소재로, 주 모델 소재와 함께 분사되며 후처리 과정에서 쉽게 제거됩니다.
6. 지원 제거: 인쇄가 완료되면 부품을 세척 스테이션에 넣고, 여기서 젤 형태의 지지 재료를 물 분사 또는 용액에 녹여 제거하여 완벽하게 매끄러운 표면만 남깁니다.

재료, 장점, 단점 및 응용 분야

• 재료: 다양한 UV 경화형 광중합체(아크릴 기반 수지)입니다. 이 제품은 다양한 엔지니어링 플라스틱(예: ABS, 폴리프로필렌 등) 및 엘라스토머(고무 등)를 모방하도록 제조되었으며, 다양한 색상과 투명도로 제공됩니다.
• 장점 : 탁월한 표면 마감과 사실성; 풀 컬러와 다양한 소재로 인쇄 가능; 치수 정확도가 매우 높음; 지지대 제거가 쉬움.
• 단점 : 부품은 종종 취성이 있고 PBF나 MEX로 만든 부품보다 기계적 성질이 낮습니다. 재료는 자외선에 민감할 수 있으며 시간이 지남에 따라 분해될 수 있습니다. 기계 및 재료 비용이 높습니다.
• 최고의 애플리케이션: 소비자 제품을 위한 매우 사실적인 외관 모델, 수술 계획을 위한 해부학적 모델, 부드러운 표면이 필요한 지그 및 고정 장치, 낮은 런 사출 금형 프로토타이핑용.

지향성 에너지 증착(DED): 수리 및 대형 구조물용 첨가제

DED(Directed Energy Deposition)는 적층 제조에 대한 근본적으로 다른 접근 방식입니다. 이전 기술들이 제한된 빌드 볼륨 내에서 처음부터 부품을 제작하는 반면, DED는 종종 사용되는 "야외" 공정입니다. 더하다 기존 구성 요소에 재료를 추가하거나 초대형 구조물을 제작하는 데 사용됩니다. 프린터라기보다는 고도로 정밀하고 로봇으로 제어되는 용접 또는 클래딩 공정에 더 가깝습니다.

핵심 개념: 증착 지점에서 재료 융합

DED 시스템에서는 다축 로봇 팔이 노즐을 목표 표면에 조준합니다. 이 노즐은 금속 분말이나 와이어와 같은 재료를 동시에 분사하고, 동시에 강력한 에너지원(일반적으로 레이저, 전자 빔 또는 플라즈마 아크)을 같은 지점으로 향하게 합니다. 이 에너지원은 목표 표면에 작은 용융 풀을 생성하고, 공급 원료는 이 용융 풀에 주입되어 용융되어 기판과 융합합니다. 로봇 팔은 프로그래밍된 경로를 따라 이동하며 재료 비드를 형성합니다. 이 비드를 겹겹이 쌓아 복잡한 형상을 만들거나, 기능을 추가하거나, 마모된 표면을 수리할 수 있습니다.

DED 기계는 분말층에만 국한되지 않으므로 로봇 팔의 도달 범위에 의해서만 제한되는 매우 큰 부품을 만들 수 있습니다.

재료, 장점, 단점 및 응용 분야

• 재료: 거의 대부분 금속이며, 와이어나 분말 형태로 흔히 사용됩니다. 일반적인 재료로는 티타늄 합금, 인코넬, 스테인리스강, 그리고 다양한 공구강이 있습니다.
• 장점 : 매우 큰 부품을 만들 수 있습니다. 재료 증착 속도가 빠릅니다. 기존 고가 부품을 수리하거나 기능을 추가하는 데 적합합니다. 공정 중에 공급 원료를 변경하여 기능적으로 등급이 매겨진 재료를 만들 수 있습니다.
• 단점 : 해상도가 매우 낮고 표면 마감이 좋지 않아 거의 항상 상당한 후속 가공이 필요합니다. 자본 장비 비용이 높고 공정 제어가 복잡할 수 있습니다.
• 최고의 애플리케이션: At RM, 우리는 항공우주 산업을 위한 마모된 터빈 블레이드 수리와 같은 고가치 응용 분야에서 DED의 힘을 인식합니다. 대형 금속에 대한 사용자 정의 기능 단조품 제작, 방위 및 해상 용도의 대규모 구조 부품 제조.

7. 시트 라미네이션(SHL): 레이어의 틈새 기술

시트 라미네이션은 AM(적층 제조)의 가장 오래되고 가장 흔하지 않은 형태 중 하나입니다. 얇은 시트 재료를 쌓고, 접합하고, 절단하여 물체를 만드는 일련의 공정입니다. 틈새 시장에 적용 가능하지만, 기하학적 구조와 재료 속성은 다음을 의미합니다. 기능적인 부분에는 널리 사용되지 않습니다.

핵심 개념: 시트 쌓기 및 자르기

이 공정은 롤 또는 시트 형태의 재료(종이, 플라스틱 또는 금속 호일)로 시작됩니다. 이 시트를 빌드 플랫폼에 놓고 접착제 또는 더 진보된 시스템에서는 초음파 에너지를 사용하여 아래 층에 접착합니다. 접착이 완료되면 레이저나 물리적인 칼날로 절단합니다 해당 층의 부품 윤곽입니다. 폐기물은 지지 구조물 역할을 하기 위해 그대로 남아 있습니다. 그런 다음 플랫폼이 내려오고, 새 시트가 공급되어 접착되며, 이 과정이 반복됩니다. 제작이 완료되면 부품은 적층되고 잘린 재료 블록에 싸여 굴착되어야 합니다.

더욱 현대적이고 진보된 형태는 초음파 적층 제조(UAM)초음파 진동을 이용하여 금속 호일 층 사이에 고체 금속 접합을 형성하는 기술로, 큰 열을 가하지 않습니다. 이 저온 공정을 통해 전자 장치와 센서를 고체 금속 부품에 직접 내장할 수 있습니다.

재료, 장점, 단점 및 응용 분야

• 재료: 종이, 플라스틱, 금속 호일(알루미늄, 구리, 티타늄).
• 장점 : 대형이고 부피가 큰 물체에 매우 빠르게 적용되고, 재료 비용이 낮습니다(종이 기반 시스템에 비해). UAM은 전자 장치를 내장하고 서로 다른 금속을 접합할 수 있습니다.
• 단점 : 매우 낭비적인 공정입니다. 기하학적 복잡성이 제한적입니다(내부 공동 없음). 최종 부품이 박리되기 쉽습니다. 표면 마감이 좋지 않습니다.
• 최고의 애플리케이션: 초기 단계의 저비용 컨셉 모델(특히 종이를 사용한 모델), 센서나 전자 장치가 내장된 부품 제작(UAM), 맞춤형 금속 매트릭스 복합재 생산.

선택하기: 7가지 AM 기술 요약

올바른 첨가제 선택 제조 공정은 중요한 엔지니어링입니다 애플리케이션의 속도, 비용, 재료 특성, 기하학적 복잡성에 대한 요구 사항에 따라 전적으로 결정해야 합니다. 앞서 살펴본 바와 같이, 단 하나의 "최상의" 방법은 없으며, 작업에 적합한 도구만 있을 뿐입니다.

팀에서 RM(신속 제조) 저희는 매일 이러한 상충 관계를 경험하며 고객에게 최적의 솔루션을 안내합니다. 여러분의 결정을 간소화하기 위해 7가지 공식 기술을 요약해 드렸습니다.

AM 기술 제품군	공통 재료	최고의 사용 사례	주요 장점	주요 제한 사항
부가 가치세 광중합	광중합체 수지	고세부 프로토타입, 주조 패턴	뛰어난 표면 마감 및 섬세한 디테일	취성 부품, 후처리 필요
재료 압출	열가소성 플라스틱(PLA, ABS, PETG, PEEK)	저가형 프로토타입, 지그, 고정 장치	저렴한 가격, 다양한 소재	눈에 보이는 레이어 라인, 대형 부품의 경우 더 느림
파우더 베드 퓨전	나일론, 금속(Al, Ti, SS)	기능적 프로토타입, 복잡한 금속 부품	우수한 기계적 특성, 설계 자유도	비용이 많이 들고, 후처리가 복잡함
바인더 분사	금속(SS), 모래, 세라믹	대량 생산 금속 부품, 주조 금형	빠르고 대량 생산에 적합한 확장성	다단계 공정, 낮은 밀도의 부품
재료 분사	광중합체 수지	매우 사실적인 풀 컬러 모델	비교할 수 없는 사실감과 다중 소재 기능	비용이 많이 들고 부품이 부서지기 쉽습니다.
지향성 에너지 증착	금속(Ti, 인코넬)	부품 수리, 기능 추가	매우 큰 부품을 제작할 수 있으며 수리 기능도 가능합니다.	낮은 해상도, 불량한 표면 마감
시트 적층	종이, 플라스틱, 금속 호일	저비용 컨셉 모델, 내장형 전자 장치	빠르고 저렴한(종이), 센서 내장 가능(UAM)	낭비적이고 제한된 복잡성

자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 적층 제조에는 몇 가지 유형이 있나요?

공식 ISO/ASTM 52900 표준에 따르면 다음과 같습니다. 7가지 주요 적층 제조의 유형 또는 제품군 공정. FDM®, SLA®, DMLS® 등 수십 가지의 기계 브랜드와 등록상표가 있는 공정명이 있지만, 모두 기본 작동 원리에 따라 다음 7가지 핵심 범주 중 하나에 속합니다.

Q2: 적층 제조와 3D 프린팅의 차이점은 무엇인가요?

실질적인 모든 측면에서 "적층 제조"와 "3D 프린팅"이라는 용어는 혼용되어 사용됩니다. "3D 프린팅"은 특히 소비자 분야에서 더 널리 사용되고 이해되는 용어입니다. "적층 제조"는 전문적인 생산 환경에서 이 기술의 활용을 강조하는 보다 공식적인 산업 용어로, 기존의 "삭제" 제조(예: CNC 가공) 또는 "형성" 제조(사출 성형과 유사).

Q3: 일반적인 적층 제조 워크플로의 8단계는 무엇입니까?

7가지 기술 각각에는 고유한 특징이 있지만, 아이디어에서 부품으로의 일반적인 작업 흐름은 8가지 핵심 단계로 나눌 수 있습니다.

1. 3D 모델링(CAD): CAD 소프트웨어를 사용하여 디지털 3D 디자인을 만듭니다.
2. 파일 내보내기(STL/3MF): CAD 모델을 STL이나 3MF와 같은 인쇄 가능한 파일 형식으로 변환합니다.
3. 슬라이싱: 슬라이서 소프트웨어를 사용하여 모델을 얇은 수평 레이어로 디지털로 잘라내고 생성합니다. 기계에 대한 G 코드 지침.
4. 기계 설정: 적층 제조 준비 재료를 로딩하고, 빌드 플랫폼을 청소하고, 교정을 수행하여 기계를 작동시킵니다.
5. 빌드 프로세스: 이 기계는 부품을 한 겹씩 자동으로 조립하는데, 이 과정은 몇 시간 또는 며칠이 걸릴 수 있습니다.
6. 부품 제거: 완성된 부품을 기계에서 조심스럽게 꺼내세요. 이 과정에서 챔버를 식히거나 빌드 플레이트에서 부품을 분리해야 할 수도 있습니다.
7. 후 처리 : 이는 지지체 제거, 세척(예: 과도한 분말 제거), 경화(예: 수지의 UV 후경화)를 포함하는 중요한 단계입니다.
8. 마무리/검사(선택 사항): 해당 부품은 사양을 충족하는지 확인하기 위해 연마, 광택, 도장 또는 열처리와 같은 추가 단계를 거칠 수 있으며, 그 후 품질 검사를 거칩니다.

참고자료

1. ISO/ASTM 국제. (2021). ISO/ASTM 52900:2021: 적층 제조 - 일반 원칙 - 기본 사항 및 어휘. https://www.astm.org/standards/iso-astm52900
2. Gibson, I., Rosen, DW, & Stucker, B. (2015). 적층 제조 기술: 3D 프린팅, 신속한 프로토타이핑 및 직접 디지털 제조 (2판).스프링거. https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4939-2113-3
3. Wohlers Associates. (2023). Wohlers 보고서 2023: 산업의 적층 제조 및 3D 인쇄 상태. https://wohlersassociates.com/product/2023-wohlers-report/

 

책임 한계

이 페이지의 정보는 정보 제공 목적으로만 제공됩니다. RM 본 정보의 정확성이나 완전성에 대해 명시적이든 묵시적이든 어떠한 진술이나 보증도 하지 않습니다. 본 웹사이트를 통해 제공되는 제3자 서비스의 경우, RM 네트워크, 성능 매개변수, 허용 오차를 지정하고 확인하는 것은 구매자의 책임입니다. 재료견적 과정 중 꼼꼼한 작업과 세심한 주의를 기울여 주시기 바랍니다. 더 자세한 정보를 원하시면 언제든지 문의해 주세요.o 최대한 빨리 여기를 클릭해주세요..

RM: 정밀 제조 파트너

RM 업계의 선두주자입니다 맞춤형 제조 솔루션20년 이상의 풍부한 경험을 바탕으로 전 세계 5,000여 고객사의 신뢰받는 파트너로 자리매김했습니다. 고정밀 가공을 포함한 다양한 제조 서비스를 전문으로 제공합니다. CNC 가공, 판금 제조, 3D 인쇄, 사출 성형예산 및 금속 스탬핑—당신에게 진실을 제공하기 위해 원스톱 쇼핑 경험.

세계적 수준의 시설에는 100개 이상의 최첨단 장비가 갖춰져 있습니다. 5 축 가공 센터를 운영하고 ISO 9001:2015를 엄격히 준수합니다. 품질 관리 시스템. 저희는 150개국 이상의 고객에게 속도, 효율성, 그리고 탁월한 품질을 모두 갖춘 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 신속한 프로토 타입 대량 생산을 통해 최단 24시간 내 납품을 약속드리며, 이를 통해 고객이 시장에서 경쟁 우위를 확보하는 데 도움을 드립니다. RM 선택 효율적이고 신뢰할 수 있으며 전문적인 제조 협력업체를 선택하는 것을 의미합니다.

오늘 당사 웹사이트를 방문하여 당사의 역량을 확인해 보세요. www.rapmaf.com