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Dec 19, 2023

DMLS, MJF 부품을 마무리하는 새로운 방법

눈 깜짝할 사이에 일어난 일인 것 같았다. 3D 프린팅 산업이 다가왔습니다.

눈 깜짝할 사이에 일어난 일인 것 같았다. 3D 프린팅 산업은 성숙기에 이르렀습니다. 현시점에서 신속한 프로토타입 제작을 위한 3D 프린팅의 사용은 심지어 가장 작은 회사와 애호가들 사이에서도 널리 퍼져 있으며 데스크톱 3D 프린팅 시장은 계속해서 호황을 누리고 있습니다.

지난 10년 동안 General Electric Co. 및 Hewlett-Packard Co.와 같은 대기업은 높은 엔지니어링 요구 사항을 충족하는 최종 사용 부품을 안정적으로 생산하려는 의도로 업계에 진출했습니다. 판매 및 서비스 중인 산업용 품질 3D 프린터의 수가 지난 몇 년 동안 엄청나게 증가했습니다.

그러나 이러한 모든 비용에도 불구하고 이러한 공학적 경이로움은 일반적으로 챔버에서 바로 완전히 완성된 상태의 부품을 생산할 수 없습니다. 최소한 부품에서 과도한 재료를 제거해야 하거나 지지대 제거, 착색, 열처리 또는 고급 표면 처리와 같은 고급 작업이 필요할 수 있습니다.

연간 인쇄되는 부품 수가 증가함에 따라 노동력을 줄이고 부품 품질과 일관성을 향상시키는 보다 자동화된 다운스트림 프로세스에 대한 요구도 증가합니다. 최근 몇 년 동안 이러한 인쇄 후 문제에 대한 솔루션을 제공하는 새로운 회사가 등장했습니다. 이러한 추가적인 복잡성 수준은 적층 제조(AM) 산업을 새로운 수준의 기능으로 끌어올릴 것입니다.

대량 생산 3D 프린팅을 구현하기 위해 과거에는 프린터 처리량과 재료 특성을 개선하는 데 중점을 두었습니다. MJF(다중 제트 융합) 및 DMLS(직접 금속 레이저 소결) 인쇄 기술은 이 분야에서 상당한 성공을 거두었습니다. HP 5200 시리즈 MJF 프린터 한 대는 단 한 번의 하룻밤 제작으로 작은 부품(손가락 크기 등)을 1,000개 이상 인쇄할 수 있습니다. DMLS의 경우 이제 여러 레이저를 갖춘 시스템이 표준이 되었으며 인쇄 속도를 향상시키기 위해 상당한 발전이 이루어졌습니다.

또한 GE X Line과 같은 DMLS 시스템을 사용하면 대형 인쇄뿐 아니라 더 많은 양의 중형 부품을 보다 경제적으로 생산할 수 있는 DMLS 시스템을 사용하면 크기도 문제가 되지 않습니다. MJF는 내구성이 뛰어난 나일론, 열가소성 폴리우레탄 TPU 및 기타 일반적인 엔지니어링 열가소성 수지로 플라스틱 부품을 생산하므로 두 공정의 재료 특성이 모두 우수합니다. DMLS는 스테인리스강, 티타늄, 알루미늄으로 밀도가 높은 금속 부품을 만듭니다.

그러나 두 기술 모두 인쇄가 완료되면 인쇄된 부품에 광범위한 처리가 필요합니다. MJF 부품은 소결되지 않은 플라스틱 분말을 부수고 느슨한 입자가 없도록 분사해야 합니다. 후처리 과정에서 MJF 부품을 검정색으로 염색하는 것은 업계 전반에 걸쳐 매우 일반적인 관행입니다. DMLS 부품은 응력을 완화하고 지지대에서 절단하고 광범위한 표면 마감 처리를 거쳐 표면 품질을 개선해야 합니다.

이러한 공정에서는 분말 소결을 통해 부품을 층별로 제작하기 때문에 인쇄된 부품의 표면 마감이 다소 거칠습니다. 인쇄된 MJF 부품은 청바지나 도색되지 않은 건식벽체와 같은 질감 마감 처리를 갖습니다. DMLS 부품은 주철 조리기구와 마찬가지로 주철과 유사한 거친 마감 처리를 가지고 있습니다. 둘 다 샌딩, 연마, 기계 가공과 같은 수동 작업을 통해 개선될 수 있지만, 특히 마무리 작업이 대량 공정이 아닌 부분별로 순차적으로 수행되는 경우 비용과 리드 타임이 크게 늘어날 수 있습니다.

매끄러운 MJF 및 DMLS 부품에 대한 시장 수요가 많습니다. MJF의 인쇄된 마감은 미학이 상당히 좋고 레이어링이 뚜렷하지 않지만 질감이 청소하기 어렵고 쉽게 더러워집니다. DMLS의 경우 거친 마감으로 인해 세포벽이 손상되거나 채널을 통한 액체 및 가스의 흐름이 느려질 수 있으므로 다양한 생물학 응용 ​​분야에 사용하기가 어렵습니다.

인기가 높아지고 있는 두 가지 흥미로운 기술은 증기 평활화와 건식 전해연마입니다. DyeMansion North America Inc.와 AMT Inc.는 MJF 및 선택적 레이저 소결(SLS) 부품의 표면 마감을 획기적으로 향상시키는 화학적 수단인 증기 평활화를 활용할 수 있는 특수 장비를 제공합니다.