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몇 분 만에 구리 부품 제조 - 도로시 퀴터(Dorothee Quitter)

구리는 기술적 문제로 인해 이전에는 3D 프린팅에 적합하지 않았습니다. 하지만 새로운 공정의 개발로 이제 상황이 달라질 수 있습니다.

최초의 동전과 장신구부터 오늘날 전자제품 제조에 이르기까지 구리는 수명이 길고 부식되지 않는 질감으로 여전히 인기 있는 소재입니다. 또한 구리는 최고의 전력 전도체 중 하나이기 때문에 건물의 전기 배선이나 전기 모터의 권선의 중심이 되는 소재이기도 합니다. 잘 알려지지 않은 사실이지만 구리는 곤충과 바이러스로부터 보호하는 항균 특성으로 인해 의료용으로도 사용됩니다.

위에서 설명한 다양한 응용 분야에도 불구하고 구리는 점점 더 중요해지는 분야인 3D 프린팅에서 성공하지 못했습니다. 이는 레이저 용접을 통한 일반적인 3D 프린팅 프로세스의 절차 때문입니다. 이 과정에서 금속 분말은 컴퓨터로 제어되는 안내에 따라 함께 녹습니다.

구리에 필요한 새로운 기술
그러나 구리의 경우 이 과정이 어렵습니다. 구리는 기존 적외선 파이버 레이저에 충돌할 때 반사율이 높기 때문에 에너지 흡수를 방해하여 용융 공정이 제대로 이루어지지 않습니다. 또한 구리의 열 전도성은 마지막 용융조에서 발생한 열을 발산하여 공정의 효율을 떨어뜨립니다. 구리를 가공할 수 있는 방법이 이미 존재하지만 여전히 매우 비싸서 널리 사용되지는 않습니다. 여기에는 프라운호퍼 연구소에서 개발한 전자빔 용융 또는 녹색 레이저 빔 용융이 포함됩니다.

입자의 초음파 분리
구리 부품의 적층 제조를 위해 열 용접에 의존하지 않는 방법 중 하나는 호주 Spee3d의 초음속 3D 증착(SP3D) 기술입니다. 여기서 프린팅 공정은 로켓 노즐에 의해 수행되며, 로켓 노즐은 입자를 3배의 초음속으로 가속하여 6축 로봇 팔에 매달려 있는 캐리어 재료에 부착합니다. 입자의 운동 에너지로 인해 금속이 매우 조밀한 물체로 융합됩니다. 금속의 야금학적 특성은 약 80-95%의 고체 물질입니다. 25-35 미크론 금속 입자의 적용은 프린팅 프로그램에서 이상적이라고 판단하는 순서대로 대략적인 층상 증착 방식으로 이루어집니다. 속도는 20 -100g/분입니다.

디자인 기능
벽 두께에는 최소 6mm의 두께가 있어야 하는 설계 제한이 적용됩니다. 또한 얇은 구멍과 캐비티는 프린터로 구현하기 어렵기 때문에 기계 후처리가 더 저렴하고 빠르게 구현할 수 있는 경우가 많습니다. 다른 적층 공정과 마찬가지로 SP3D는 서포트 재료를 사용하지 않고도 최대 45°의 경사를 허용합니다.

CAD 데이터 전송(STL 또는 Step)은 인쇄 프로그램으로 읽어들인 후 인쇄 프로세스로 변환하는 방식으로 이루어집니다. 또한 이 프로그램은 인쇄할 요소를 시뮬레이션하므로 완성품의 최종 모습을 거의 100%의 정확도로 확인할 수 있습니다.

구리는 알루미늄 및 기타 소재와 쉽게 결합할 수 있기 때문에 응용 분야가 매우 다양합니다. 따라서 엔진 부품부터 전기 및 자율 주행 차량의 고성능 방열판에 이르기까지 자동차 분야와 같은 광범위한 용도로 사용하기에 적합합니다. (Qui)

작성자: 작성자: 도로시 퀴터
https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/kupferteile-in-wenigen-minuten-fertigen-a-710428/