적층 제조

고속 프로토타입 제작은 현재 적층 제조라고하는 기술로 발전했으며 업계 전반에서 다양한 재료를 기반으로 사용 가능한 부품을 신속하게 생산하는 데 사용됩니다.

적층 제조란 무엇일까요?

적층 제조는 데이터 기반 자동화를 통해 여러 층의 재료를 추가하여 제품을 형성하는 공정입니다. 이는 재료를 제거하여 제품을 형성하는 기계 가공과는 정반대의 방식입니다. 적층 제조는 3D 프린팅이라고도 불리우지만 대규모 산업 생산과 더 밀접한 관련이 있는 경우가 많습니다. 산업용 적층 제조를 실행하려면 설계 및 시뮬레이션에서 시작하여 생산에 이르는 통합된 디지털 워크플로가 필요합니다. 적층 제조는 점점 더 복잡한 설계를 생산하고 재료 낭비를 줄이며 제조 속도를 빠르게 높임으로써 혁신적인 방식으로 제조합니다.

적층 제조에서 핵심은 소프트웨어에 있습니다.

Siemens NX는 산업 규모의 적층 제조를 위한 설계를 생성하고 제작하는 데 필요한 모든 기능을 제공합니다. NX는 컨버전트 모델링(Convergent Modeling), 토폴로지 최적화, 통합 제작 프로세서와 같은 혁신적인 기술을 활용하여 적층 제조된 부품을 손쉽게 설계, 시뮬레이션, 생산합니다. 3D 프린팅의 진화는 고속 프로토타입 제작 이상으로 발전하였고, 이는 현재 항공 우주 및 의료 기기에서 에너지 및 자동차에 이르기까지 산업에서 사용되는 주류 제조 프로세스로 자리매김하고 있습니다. Siemens는 설계 또는 주문에서 인쇄에 이르기까지 적층 제조 프로세스를 주도하는 소프트웨어로 업계를 주도하고 있습니다.

관련 제품: NX AM Fixed Plane | NX AM Multi-Axis | NX AM Build Optimizer

적층 제조의 이점 파악

출시 시간 단축

적층 제조의 빠른 특성으로 인해 기록적인 시간으로 제품 출시 속도를 높일 수 있습니다.

툴링 제거

사출 성형 또는 주조와 같은 다른 제조 방법에 비해 값비싼 툴링의 필요성을 줄입니다.

1개 단위 제조

로트 크기가 줄어도 비용이 추가되지 않아 맞춤형 파트 제조가 가능합니다.

적층 제조 기술 및 프로세스

적층 제조는 바인더 분사, 적층 물체 제조와 같은 다양한 기술을 사용하여 수행할 수 있지만 아래 기술이 3D 프린팅에 가장 자주 사용됩니다.

재료 압출(FDM, FFF)

이 공정에는 재료 스풀(일반적으로 폴리머 기반)과 가열된 증착 헤드가 사용됩니다. 헤드는 필라멘트를 녹여 재료를 장시간 동안 연속으로 압출합니다. FDM 기술은 부품이 경제적이고 필라멘트/스풀 형태의 재료를 손쉽게 사용할 수 있으므로 대부분의 저가형 데스크탑 프린터에 사용됩니다. 다축 FDM용 소프트웨어는 Siemens와 NX 솔루션의 파트너가 최초로 개발했습니다. Siemens 솔루션은 여러 세대에 걸쳐 테스트 및 개선되었으며 이러한 유형의 작업에 맞는 가장 강력한 성능의 플랫폼입니다.

SLA(입체인쇄술)

입체인쇄술은 가장 오래된 AM(적층 제조) 공정에 속하며, 액체 수지를 사용하여 3D 물체를 만듭니다. 대부분의 경우 수지는 자외선을 사용하여 경화됩니다. SLA 프린터는 부품이 -Z 방향으로 인쇄된다는 점에서 다른 기술과 다소 차이점이 있습니다. 즉, 일단 응고되면 인쇄된 부품의 각 층이 대부분의 다른 공정과 마찬가지로 위쪽으로 만들어지지 않고 수지 안으로 밀려 내려갑니다.

파우더 베드 퓨전(DMLS, SLS, EBM)

파우더 베드 퓨전(Powder Bed Fusion)은 금속 적층 제조를 비롯하여 많은 적층 공정을 설명하는 용어입니다. 모두 평면 방식으로 층별로 융합되는 분말 재료 베드를 포함합니다. 이는 플라스틱과 금속의 여러 재료 유형으로 수행됩니다. 분말 재료를 융합하는 데 다양한 기술이 사용됩니다. Siemens NX의 통합 특성을 통해 제작 트레이에서 부품의 3D 중첩 또는 PBF 프린팅을 위한 지지 구조 구축과 같은 필요한 작업을 데이터를 변환하거나 외부 소프트웨어 패키지를 사용하지 않고 수행할 수 있습니다. 이 방법은 수정을 통해 부품 지오메트리가 변경되면 이러한 다운스트림 작업이 사용자 상호 작용 없이 자동으로 업데이트되어 설계 및 설정 시간을 크게 절약할 수 있는 이점이 있습니다.

바인더 분사

바인더 분사는 AM(적층 제조) 기술 범주에 속하며, 이는 잉크젯 스타일 프린트헤드를 사용하여 분말 재료에 액체 접착제를 선택적으로 증착하고 솔리드 3D 물체를 형성합니다. 분말 분자는 적용된 열 에너지로 인해 용융되거나 소결되는 것이 아니라 접착제의 화학 반응에 의해 서로 결합되므로 바인더 분사 기술은 분말 베드 융합 기술과 구별됩니다.

재료 분사

재료 분사는 AM(적층 제조) 공정으로, 잉크젯 스타일 프린트헤드를 통해 액체 수지 방울을 선택적으로 증착하고 UV(자외선) 광원에 노출시켜 응고하여 솔리드 3D 물체를 만듭니다. 재료 분사는 적층 제조의 가장 정밀한 방법 중 하나로 간주됩니다. 재료 분사는 두께가 20미크론 미만인 층으로 인쇄할 수 있으므로, 미새한 세부사항, 높은 정확도, 매끄러운 표면을 포함하는 CAD 설계를 구축하는 것으로 알려져 있습니다.