금속 3D 프린터의 종류와 장단점(2) 전문가가 알려주는 3D프린터 지식 –

 안녕하세요~ 쉐이프웨이즈코리아입니다!오늘은 금속 3D 프린터에 대해 알아보겠습니다.만약 지난번 포스팅을 놓친다면?https://blog.naver.com/shapeall 안녕하세요~ 쉐이프웨이즈코리아입니다! 혹시 3D프린터로 금속 재질을 빼는 것 관심 있으세요? 금속 3D…. blog.naver.com 금속 3D프린터의 유형과 장단점을 살펴보세요.

전자빔 용융(Electron Beam Melting, EBM)

EBM은 SLS기술과 유사해 보이지만 두 가지 주요 차이점이 있습니다!첫째, EBM 프린터는 레이저가 아닌 전자 빔을 사용하여 소재를 소결합니다.둘째, EBM은 열가소성 수지가 아닌 전도성 물질이 필요합니다.

작동방식 EBM 인쇄기술은 전자코일에 의해 제어되는 전자빔을 사용하여 전도성 금속분말을 소결하여 작동합니다!프린트는 반드시 진공 상태로 실시합니다. 그렇지 않으면 전자 빔이 공기 중의 가스 분자와 충돌하여 빔이 기능을 상실합니다.

분말 소재를 프린터에 적재한 후 내부 압력을 감소시켜 진공을 만듭니다. 올바른 내부 압력이 발생하면 빌드 플랫폼이 가열됩니다. 빌드 플랫폼이 원하는 온도에 도달하면 얇은 분말층이 빌드 영역에 깔리고 전자빔이 분말을 타격하여 분말을 고화시킵니다.모든 레이어에서 동일한 작업이 반복됩니다.전자빔은 부품을 형성하기 위해 특정 지점에서 분말을 선택적으로 타격합니다. SLS 방식에서 소재와 선택적으로 소결시키는 방식(레이저, 전자빔)이 다른 것을 제외하면 매우 유사하죠?

EBM 부품의 뒷처리는 필수입니다. 인쇄물은 일반적으로 제거해야 하는 반소결(Semi-sinterd) 분말로 덮여 있습니다.또한 EBM 인쇄는 지원이 필요합니다만. 이것은 다른 프린터들처럼 안전성을 위한 것이 아니라 열을 방출하여 식히는 용도의 서포터가 필요합니다!

장단점, EBM 인쇄의 장점은 부품을 인쇄할 수 있는 속도입니다. 인쇄 밀도가 높기 때문에 결과물이 강합니다. 인쇄 후 남은 소결되지 않은 분말은 재사용할 수 있습니다.

단점으로 현재 EBM 프린터를 위한 전도성 인쇄 재료는 주로 티타늄이나 크롬 코발트 합금에 한정되어 있습니다. 어제 조사한 SLM이나 DMLS 방식보다 더 제한되어 있습니까?재료도 매우 비싸고, EBM 기계도 그렇습니다.바인다제팅(Binderjetting) 바인다제팅은 1993년 매사추세츠 공과대학의 프로젝트를 통해 개발된 기술입니다.바인다제팅은 열이 아닌 액체 결합제를 사용하여 부품을 인쇄하는 분말 인쇄 기술입니다.쉽게 말해서 접착제를 분사하는 방식이에요. 그에 따라 독특한 뒷처리 방식도 거쳐야 합니다.

작동 방식

다른 분말 인쇄 기술과 마찬가지로 빌드 플레이트에 얇은 층의 파우더가 퍼져 있습니다.레이저나 전자빔 대신 인쇄 헤드는 표면을 가로질러 이동하여 표면 전체에 액체결합제를 선택적으로 분사합니다.액체가 표면에 닿으면 분말이 결합되어 고형을 형성합니다.레이어가 완료되면 빌드 플랫폼이 아래쪽으로 이동하여 레코더(Re-coater)가 빌드 표면 위의 또 다른 분말층을 넓히고 부품이 완료될 때까지 프로세스가 반복됩니다.

바인더 제트 프린트 기술 중에는 두 가지 종류가 있습니다. 모래바인더제팅과 금속바인더제팅입니다.

모래바인더분사방식으로프린트한풀컬러제품입니다.재료의 뚜렷한 차이 외에 모래 바인더 분사 방식은 일반적으로 복잡한 금형이나 다색 모델의 인쇄에 사용됩니다. 일반적으로 결과인쇄물은 나중에 처리할 필요가 없으나, 에폭시 코팅은 멀티컬러 인쇄의 강도와 색의 선명함을 향상시키기 위해 적용할 수 있습니다.

금속 바인더제팅의 정밀도. 작은 구멍이 보이나요?금속 바인더 분사 방식은 SLM이나 DMLS보다 비용이 낮아지지만 부품 밀도와 강도를 높이기 위해 부품은 침투(infiltration) 또는 소결을 사용하여 경화(Curing) 과정을 거칩니다.침투 후의 처리는, 제작 부품을 가열해 바인더(액체 결합제)를 제거하는 과정을 거칩니다. 이때 부품은 약 60%가 다공성입니다. 그 후 청동 등 용해점이 낮은 금속을 침투시켜 모관현상으로 내부를 채웁니다.소결 후처리는 부품을 고온에 노출시켜 바인더를 태워 분자 레벨로 융합시키는 것을 포함합니다.

장단점 바인더제팅은 구조적으로 서포터를 사용하지 않아 복잡한 인쇄에 적합합니다.인쇄 재료는 비교적 비용이 적게 듭니다. 다른 금속 3D 프린팅 방식(DMSLSML)에 비해 10배 이상 저렴하다고 합니다.바인더젯 프린터는 인쇄 중에 열을 사용하지 않아 인쇄 왜곡의 위험이 줄어들기 때문에 다른 기술보다 빌드볼륨이 큽니다.

가장 중요한 단점은 바인더 제트 프린트의 기계적 특성이 좋지 않다는 점입니다. 그러나 후처리의 침투와 소결에 의해 금속 바인더 분사는 완화시킬 수 있습니다.생산된 부품의 특성은 금속부품의 대량생산을 위해서 가장 널리 사용되는 제조방법 중 하나인 금속사출성형으로 생산된 금속부품과 같다고 합니다!이렇게 금속 3D 프린터에 대해 알아봤습니다.작동방식과 장단점만을 보면서 간략히 설명해 보았습니다.사례를찾아보면훨씬더관심을느끼게되겠죠.금속 부품을 기존 방식에 비해 10배 이상 저렴하게 제작하는 경우도 있으니까요.

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출처 : https://www.3dhubs.com/knowledge-base/introduction-binder-jetting-3d-printing

https://fit.technology electron_beam_melting_en.php

https://all3dp.com/2/powder-3d-printer-guide