3D 프린팅된 금속은 강합니까?

2022년 7월 29일

금속 부품, 엔지니어링 회사 또는 파운드리를 제조하는 기업의 경우 3D 프린팅이 적극 권장되며 최고의 생산 형태로 빠르게 진화하고 있습니다. 이전에는 3D 프린팅의 고유한 컴퓨터화된 빌딩 프로세스가 플라스틱 생산에 더 적합했지만 이제는 레이어 제조를 사용하여 다양한 고체 금속 구성요소를 생산할 수 있습니다. 간단하고 정확하며 빠른 생산 프로세스를 통해 점점 더 많은 기업이 3D 프린팅으로 눈을 돌리고 있습니다. 그러나 3D 프린팅된 금속은 전통적으로 생산된 금속과 비교할 때 얼마나 강합니까? 인쇄된 금속이 실제로 예를 들어 주조된 금속의 모든 이점을 제공할 수 있습니까? 이 기사에서는 적층 제조에 사용되는 일부 금속을 살펴보고 강도 특성에 대해 논의합니다.

강철

전 세계 및 3D 프린팅에 가장 많이 사용되는 금속인 강철은 강도가 뛰어나고 생산 비용이 저렴하여 모든 산업 분야에 적용할 수 있습니다. 3D 인쇄된 강철 부품은 전통적으로 제조된 부품보다 강하지는 않더라도 그만큼 강할 수 있으며 건설에서 항공 우주에 이르기까지 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 3D 프린팅이 제공하는 주요 이점은 격자 채우기를 생성하는 기능입니다. 이는 3D 인쇄 구성 요소의 내부 구조를 구성하는 부분적으로 속이 빈 패턴으로 겹치고 서로 연결되어 있습니다. 이 공정은 전통적인 형태의 철강 생산으로는 수행할 수 없으며 최종 결과는 고급 강도 특성을 유지하면서 더 적은 중량과 더 적은 재료를 필요로 하는 제품입니다. 3D 프린팅이 기존의 철강 생산 수단을 모두 대체할 수는 없지만, 제품 및 구성 요소의 목록을 크게 확장하는 데는 탁월한 옵션입니다. 이는 수술용 임플란트나 엔진 부품 및 예비 부품과 같이 특히 복잡하거나 특정 목적을 염두에 두고 설계된 금속 부품의 경우 더욱 그렇습니다. 용도에 따라 3D 프린팅은 실제로 더 강력하고 편리한 옵션이 될 수 있습니다.

스테인리스 스틸 SPEE3D 금속 3D 프린팅 멀티 툴 애플리케이션 사례 연구

알류미늄

알루미늄은 강도 대 중량 비율이 좋기 때문에 가단성이 있고 쉽게 형성될 수 있습니다. 녹슬지 않아 내구성이 뛰어나고 가벼우므로 호일과 같이 얇은 판으로 쉽게자를 수 있습니다. 부식에 강하고 기계적 성질이 강합니다. 알루미늄을 사용한 3D 프린팅 기회는 광범위하며 지금까지 자동차에서 항공우주에 이르는 산업에 적용되었습니다. 3D 인쇄 알루미늄은 지금까지 다양한 항공우주 프로젝트에 이러한 부품을 사용해 온 Boeing과 같은 다양한 선도 기업에서 사용하고 있습니다. 적층 제조의 지속적인 발전으로 3D 프린팅은 강도와 경량 특성으로 인해 알루미늄 부품의 생산 공정으로 선택되고 있습니다.

door latch
알루미늄 청동 SPEE3D 인쇄 도어 래치. 전체보기 사례 연구 비디오 WarpSPEE3D 금속 3D 프린터를 사용하여 알루미늄 6061 도어 래치를 인쇄하는 호주 육군

놋쇠

합금 구리 아연, 황동은 일반적으로 귀금속에 대한 경제적인 대체가 필요한 분야에 사용됩니다. 부식에 대한 내성과 항균성으로 인해 일상적인 사용과 산업용으로 다양한 재료를 만드는 데 사용됩니다. 예를 들어, 금속 제조 분야에서 악기, 조각, 수도꼭지, 문 손잡이, 배관, 베어링 및 기타 여러 제품을 생산하는 데 선호되는 재료이며 매우 세부적으로 그렇게 할 수 있습니다. 3D 프린팅에 사용할 때의 강도와 내구성과 관련하여 황동 제품은 매우 강하고 내화학성이 뛰어납니다.

강도 특성으로 인해 3D 인쇄 금속은 다양한 산업 분야에서 매일 사용됩니다. 다음은 이에 대한 몇 가지 예입니다.

  1. 건설 – 3D 프린팅은 건축용 금속을 생산하는 전통적인 수단을 대체하는 대신 구조 강화 및 수리를 위한 도구와 맞춤형 금속을 만들어 업계를 보완하고 있습니다. 격자 채우기를 생성하는 기능을 통해 3D 프린팅은 내구성과 안정성을 유지하거나 향상시키는 구성 요소의 복잡한 내부 구조를 제공할 수 있습니다.
  1. 교육 – 3D 프린팅은 특히 과학, 기술 및 공학 학생들을 위한 교육을 혁신적으로 발전시켰습니다. 예를 들어, 공학 학생은 프로토타입을 인쇄할 수 있고 교사는 교육 자료를 인쇄하는 데 사용할 수 있습니다. 건축학도도 3D 프린팅을 사용하여 구조 등의 모델을 만들 수 있습니다.
  1. 보건 의료 – 3D 인쇄 금속이 제공하는 강도 특성은 의료 부문에서 매일 사용된다는 것을 의미합니다. 제시된 기회는 수술 도구에서 보철 장치, 환자별 뼈 복제에 이르기까지 다양합니다. 척추측만증을 앓고 있는 환자들은 이제 고급 안정성을 제공하는 맞춤형 3D 프린팅 보조기의 혜택을 누릴 수 있습니다.

요약하자면

3D 프린팅된 금속 부품은 전통적인 방법으로 제조된 것보다 강하지는 않더라도 강하지만 강도는 제조업체의 요구 사항에 따라 다릅니다. 레이어 제조를 통해 생산자는 가볍고 복잡한 최첨단 구성 요소를 만들 수 있으며 더 복잡한 디자인도 만들 수 있습니다. 또한 제품은 훨씬 빠른 속도로 제조되는 동시에 노동력과 낭비에 대한 비용을 절약합니다. 항공 우주에서 사용되는 엔진 구성 요소에서 의료 분야의 의사가 사용하는 보철 임플란트에 이르기까지 3D 인쇄 금속의 강도 특성은 부인할 수 없습니다. 3D 프린팅이 제조업체에게 올바른 선택인지 여부는 최종 목표와 금속의 용도에 따라 달라집니다.

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