3D 인쇄 기술 - 금속 분말 침대 융합
일반적으로 3D 인쇄 프로세스는 3 단계로 나뉩니다. 먼저, 모델링 및 설계를 위해 컴퓨터 소프트웨어를 사용하고, 내장 된 모델을 섹션에 슬라이스하고, 마지막 으로이 횡단면 레이어를 프린터를 통해 계층을 통해 인쇄하여 3 차원 완제품을 얻습니다.
3D 프린터의 작동 원리는 인쇄 된 재료 간의 구별을 제외하고 기본적으로 일반 프린터와 동일합니다. 일반 프린터는 잉크를 통해 용지에 2D 이미지 또는 그래픽 디지털 파일을 출력합니다. 3D 프린터는 실제 원료 (예 : 금속, 도자기, 플라스틱, 모래 등)를 사용하여 컴퓨터 제어를 통해 "인쇄 자료"를 변환합니다. 레이어는 마침내 컴퓨터에서 청사진을 실제로 바꾸기 위해 겹쳐 져 있습니다. 오늘, Carmen Haas (SLM 광학 시스템 공급 업체 중국) 금속 분말 침대 녹는 3D 인쇄 기술을 소개합니다 :
공통 프로세스 : DMLS (직접 금속 레이저 소결), SLM (선택적 레이저 용융) 및 EBM (전자빔 용융).
DMLS : 거의 모든 금속 합금으로 객체를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 직접 금속 레이저 소결은 인쇄 할 표면에 매우 얇은 금속 분말의 매우 얇은 층을 펼칩니다. 레이저는 천천히 꾸준히이 분말을 소결시켜 금속 융합의 내부 입자를 완전히 용융 상태로 가열하지 않아도됩니다. 그런 다음 추가 분말 층을 적용하고 한 번에 물체의 하나의 단면을 "인쇄"하도록 소결됩니다. 인쇄 후, 물체가 천천히 냉각되고, 빌드 챔버에서 과량의 분말을 회수하여 재활용 할 수 있습니다. DML의 주요 이점은 그것이 생성하는 객체가 높은 응력 (우주 항공이나 자동차 부품 등)의 금속 부품에 매우 중요하지만, 주요은 매우 비싸다는 것입니다.
SLM : 고출력 레이저의 사용은 소결뿐 아니라 금속 분말의 각 층을 완전히 녹으므로 인쇄 된 물체가 매우 조밀하고 강하지 않도록합니다. 현재이 공정은 스테인레스 스틸, 공구강, 티타늄, 코발트 - 크롬 합금 및 알루미늄과 같은 특정 금속에만 사용할 수 있습니다. SLM 제조 공정에서 발생하는 고온 구배는 또한 최종 생성물에서 스트레스와 탈구를 일으킬 수 있으므로 물리적 특성이 손상됩니다.
EBM : 선택적 레이저 용융과 매우 유사하며 밀도가 높은 금속 구조를 생성 할 수 있습니다. 이 두 기술의 차이점은 EBM이 금속 분말을 용융시키기 위해 레이저 대신 전자 빔을 사용한다는 것입니다. 현재 전자빔 용융은 제한된 수의 금속에만 사용할 수 있습니다. 코발트 - 크롬 합금을 사용할 수도 있지만 티타늄 합금은 여전히이 공정의 주요 원료입니다. 이 기술은 항공 우주 산업을위한 부품을 제조하는 데 주로 사용됩니다.
기술적 이점 : 거의 모든 기하학적 모양을 고정밀 도로 제조 할 수 있습니다. 가장 가벼운 티타늄 합금 및 가장 강한 니켈 초합금을 포함하여 광범위한 금속이 사용되며 전통적인 제조 기술로 처리하기가 어렵습니다. 기계적 특성은 단조 금속과 비교할 수 있으며, 전통적인 금속 부품과 같이 가공, 코팅 및 처리 할 수 있습니다.
기술적 단점 : 높은 재료, 기계 및 운영 비용. 부품은 폐기물을 생성하고 수동 후 처리 및 제거가 필요한지 지원 구조를 통해 구축판에 연결되어야합니다. 빌드 크기는 제한적이며 금속 분말 처리는 엄격한 공정 제어가 필요합니다.