적층 및 신속한 제조

최근 몇 년 동안 RAPID MANUFACTURING 또는 RAPID PROTOTYPING에 대한 수요가 증가했습니다. 이 프로세스는 DESKTOP MANUFACTURING 또는 FREE-FORM FABRICATION이라고도 합니다. 기본적으로 부품의 견고한 물리적 모델은 3차원 CAD 도면에서 직접 만들어집니다. 우리는 부품을 레이어로 만드는 이러한 다양한 기술에 대해 적층 제조라는 용어를 사용합니다. 통합된 컴퓨터 구동 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하여 적층 제조를 수행합니다. 당사의 신속한 프로토타이핑 및 제조 기술은 STEREOLITHOGRAPHY, POLYJET, FUSED-DEPOSITION MODELING, SELECTIVE LASER SINTERING, ELECTRON BEAM MELTING, THREE-DIMENSIONAL PRINTING, DIRECT MANUFACTURING, RAPID TOOLING입니다. 여기를 클릭하는 것이 좋습니다.AGS-TECH Inc.의 적층 제조 및 신속한 제조 공정의 개략도를 다운로드하십시오. 
이렇게 하면 아래에서 제공하는 정보를 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다. 

 

Rapid prototyping은 다음을 제공합니다. 1.) 개념적 제품 디자인은 3D/CAD 시스템을 사용하여 모니터에서 다양한 각도에서 봅니다. 2.) 비금속 및 금속 재료의 프로토타입을 제조하고 기능적, 기술적, 미적 측면에서 연구합니다. 3.) 매우 짧은 시간에 저가의 프로토타이핑이 가능합니다. 적층 제조는 개별 조각을 서로 쌓고 결합하여 한 덩어리의 빵을 만드는 것과 유사할 수 있습니다. 즉, 제품은 슬라이스로 제조되거나 서로 적층되어 적층됩니다. 대부분의 부품은 몇 시간 내에 생산할 수 있습니다. 이 기술은 부품이 매우 빨리 필요하거나 필요한 양이 적고 금형과 도구를 만드는 데 너무 비싸고 시간이 걸리는 경우에 좋습니다. 하지만 비싼 원자재로 인해 부품비가 비싸다. 

 

• STEREOLITHOGRAPHY : STL이라고도 하는 이 기술은 액체 포토폴리머에 레이저 빔을 집중시켜 특정 모양으로 경화 및 경화시키는 기술입니다. 레이저는 포토폴리머를 중합하여 경화시킵니다. 포토폴리머 혼합물의 표면을 따라 프로그래밍된 모양에 따라 UV 레이저 빔을 스캔함으로써 부품은 서로의 위에 계단식으로 연결된 개별 슬라이스로 아래에서 위로 생성됩니다. 레이저 스폿의 스캐닝은 시스템에 프로그래밍된 형상을 달성하기 위해 여러 번 반복됩니다. 부품이 완전히 제조된 후 플랫폼에서 제거하고 초음파 및 알코올 욕조로 닦아내고 세척합니다. 다음으로 폴리머가 완전히 경화되고 경화되었는지 확인하기 위해 몇 시간 동안 UV 조사에 노출됩니다. 이 과정을 요약하자면, 포토폴리머 혼합물에 담근 플랫폼과 UV 레이저 빔이 제어되고 서보 제어 시스템을 통해 원하는 부품의 모양에 따라 이동되며 부품은 폴리머 층을 광경화하여 얻습니다. 물론 생산된 부품의 최대 치수는 광조형 장비에 의해 결정됩니다. 

 

• POLYJET: 잉크젯 인쇄와 유사하게, 폴리젯에는 빌드 트레이에 포토폴리머를 증착하는 8개의 프린트 헤드가 있습니다. 제트와 함께 배치된 자외선은 각 층을 즉시 경화시키고 경화시킵니다. 폴리젯에는 두 가지 재료가 사용됩니다. 첫 번째 재료는 실제 모델을 제작하기 위한 것입니다. 두 번째 재료인 젤 같은 수지가 지지체로 사용됩니다. 이 두 재료는 층별로 증착되고 동시에 경화됩니다.  모델 완성 후 지지체 물질을 수용액으로 제거합니다. 사용된 수지는 STL(stereolithography)과 유사합니다. 폴리젯은 광조형에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다. 1.) 부품을 청소할 필요가 없습니다. 2.) 후처리 경화가 필요 없음 3.) 더 얇은 층 두께가 가능하므로 더 나은 해상도를 얻고 더 미세한 부품을 제조할 수 있습니다.
 
• FUSED DEPOSITION MODELING : FDM으로도 약칭되는 이 방법에서는 로봇 제어 압출기 헤드가 테이블 위에서 두 가지 기본 방향으로 이동합니다. 필요에 따라 케이블을 내리고 올립니다. 헤드의 가열된 다이 오리피스에서 열가소성 필라멘트가 압출되고 초기 레이어가 폼 기초에 증착됩니다. 이것은 미리 결정된 경로를 따르는 압출기 헤드에 의해 수행됩니다. 초기 레이어 후에 테이블이 낮아지고 후속 레이어가 서로 위에 증착됩니다. 때로는 복잡한 부품을 제조할 때 특정 방향으로 증착이 계속될 수 있도록 지지 구조가 필요합니다. 이러한 경우 지지재는 층에 필라멘트의 간격이 덜 조밀하게 압출되어 모델재보다 약합니다. 이러한 지지 구조는 나중에 부품이 완성된 후 분해되거나 분리될 수 있습니다. 압출기 다이 치수는 압출된 층의 두께를 결정합니다. FDM 공정은 비스듬한 외부 평면에 계단이 있는 표면이 있는 부품을 생산합니다. 이 거칠기가 허용되지 않는 경우 화학 증기 연마 또는 가열 도구를 사용하여 매끄럽게 할 수 있습니다. 이러한 단계를 제거하고 합리적인 기하 공차를 달성하기 위해 연마 왁스도 코팅 재료로 사용할 수 있습니다.    

 

• 선택적 레이저 소결: SLS라고도 하는 이 공정은 고분자, 세라믹 또는 금속 분말을 대상물에 선택적으로 소결하는 것을 기반으로 합니다. 처리 챔버의 바닥에는 부품 제작 실린더와 분말 공급 실린더의 두 개의 실린더가 있습니다. 전자는 소결 부품이 형성되는 곳까지 점진적으로 낮아지고 후자는 롤러 메커니즘을 통해 부품 제작 실린더에 분말을 공급하기 위해 점진적으로 올라갑니다. 먼저 부품 제작 실린더에 얇은 분말 층이 증착된 다음 레이저 빔이 해당 층에 집중되어 특정 단면을 추적 및 용융/소결한 다음 고체로 재응고됩니다. 파우더는 레이저 빔이 닿지 않는 영역이 느슨하게 남아 있지만 여전히 단단한 부분을 지지합니다. 그런 다음 또 다른 분말 층이 증착되고 이 과정을 여러 번 반복하여 부품을 얻습니다. 마지막에 느슨한 분말 입자를 털어냅니다. 이 모든 작업은 제조 중인 부품의 3D CAD 프로그램에서 생성된 지침을 사용하여 프로세스 제어 컴퓨터에 의해 수행됩니다. 폴리머(ABS, PVC, 폴리에스터 등), 왁스, 금속 및 세라믹과 같은 다양한 재료를 적절한 폴리머 바인더로 증착할 수 있습니다.

 

• ELECTRON-BEAM  MELTING : 선택적 레이저 소결과 유사하지만 전자빔을 사용하여 티타늄 또는 코발트 크롬 분말을 녹여 진공에서 프로토타입을 만듭니다. 스테인리스강, 알루미늄 및 구리 합금에 이 공정을 수행하기 위해 일부 개발이 이루어졌습니다. 생산된 부품의 피로 강도를 높여야 하는 경우 부품 제조에 이어 열간 등방압 프레스를 2차 공정으로 사용합니다.   

 

• 3차원 인쇄: 3DP라고도 하는 이 기술에서 프린트 헤드는 비금속 또는 금속 분말 층에 무기 바인더를 증착합니다. 분말 베드를 운반하는 피스톤이 점차 낮아지고 각 단계에서 바인더가 층별로 적층되고 바인더에 의해 융합됩니다. 사용된 분말 재료는 폴리머 블렌드 및 섬유, 주조 모래, 금속입니다. 다른 바인더 헤드를 동시에 사용하고 다른 색상 바인더를 사용하면 다양한 색상을 얻을 수 있습니다. 이 과정은 잉크젯 인쇄와 유사하지만 컬러 시트를 얻는 대신 컬러 3차원 물체를 얻습니다. 생산된 부품은 다공성일 수 있으므로 밀도와 강도를 높이기 위해 소결 및 금속 침투가 필요할 수 있습니다. 소결은 바인더를 태우고 금속 분말을 함께 융합시킵니다. 스테인레스 스틸, 알루미늄, 티타늄과 같은 금속은 부품을 만드는 데 사용할 수 있으며 침투 재료로는 일반적으로 구리와 청동을 사용합니다. 이 기술의 장점은 복잡하고 움직이는 어셈블리도 매우 빠르게 제조할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 기어 어셈블리, 도구로서의 렌치를 만들 수 있으며 사용할 준비가 된 움직이는 부품과 회전 부품을 갖게 됩니다. 어셈블리의 여러 구성 요소를 한 번에 다양한 색상으로 제조할 수 있습니다.  다음에서 브로셔 다운로드:금속 3D 프린팅 기초

 

• DIRECT MANUFACTURING 및 RAPID TOOLING : 설계 평가 외에도 문제 해결을 위해 제품을 직접 제조하거나 제품에 직접 적용하기 위해 Rapid prototyping을 사용합니다. 즉, 신속한 프로토타이핑을 기존 프로세스에 통합하여 더 우수하고 경쟁력 있게 만들 수 있습니다. 예를 들어, 신속한 프로토타이핑은 패턴과 금형을 생성할 수 있습니다. 신속한 프로토타이핑 작업으로 생성된 용융 및 연소 폴리머의 패턴은 매몰 주조를 위해 조립되고 매몰될 수 있습니다. 언급할 또 다른 예는 3DP를 사용하여 세라믹 주조 쉘을 생산하고 쉘 주조 작업에 사용하는 것입니다. 사출 금형 및 금형 인서트도 신속한 프로토타이핑으로 생산할 수 있으며 금형 제작 리드 타임을 몇 주 또는 몇 달 절약할 수 있습니다. 원하는 부품의 CAD 파일만 분석하면 소프트웨어를 사용하여 도구 형상을 생성할 수 있습니다. 다음은 인기 있는 빠른 툴링 방법 중 일부입니다.
RTV(Room-Temperature Vulcanizing) MOLDING / URETHANE CASTING : Rapid prototyping을 이용하여 원하는 부품의 패턴을 만들 수 있습니다. 그런 다음 이 패턴을 이형제로 코팅하고 액체 RTV 고무를 패턴 위에 부어서 몰드 반쪽을 생성합니다. 다음으로, 이 금형 반쪽은 액체 우레탄을 사출 성형하는 데 사용됩니다. 금형 수명은 0 또는 30 사이클처럼 짧지만 소량 생산에는 충분합니다. 
ACES(Acetal Clear Epoxy Solid) 사출 성형 : 광조형과 같은 쾌속 조형 기술을 사용하여 사출 금형을 생산합니다. 이 몰드는 에폭시, 알루미늄 충전 에폭시 또는 금속과 같은 재료로 채울 수 있도록 끝이 열린 쉘입니다. 다시 금형 수명은 수십 또는 최대 수백 개의 부품으로 제한됩니다. 
SPRAYED METAL TOOLING PROCESS : 우리는 빠른 프로토 타이핑을 사용하여 패턴을 만듭니다. 패턴 표면에 아연-알루미늄 합금을 분사하고 코팅합니다. 그런 다음 금속 코팅된 패턴을 플라스크 내부에 놓고 에폭시 또는 알루미늄으로 채워진 에폭시로 포팅합니다. 마지막으로 제거하고 두 개의 반쪽 금형을 생산하여 사출 성형을 위한 완전한 금형을 얻습니다. 이 금형은 재료와 온도에 따라 더 긴 수명을 가지며 수천 개의 부품을 생산할 수 있습니다. 
KEELTOOL PROCESS : 이 기술은 100,000~1000만 사이클 수명의 금형을 생산할 수 있습니다. 신속한 프로토타이핑을 사용하여 RTV 금형을 생산합니다. 다음으로 금형은 A6 공구강 분말, 텅스텐 카바이드, 폴리머 바인더로 구성된 혼합물로 채워지고 경화됩니다. 그런 다음 이 몰드를 가열하여 폴리머를 태우고 금속 분말을 융합시킵니다.  다음 단계는 최종 금형을 생산하기 위한 구리 침투입니다. 필요한 경우 더 나은 치수 정확도를 위해 금형에서 기계가공 및 연마와 같은 2차 작업을 수행할 수 있습니다.    _cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf5