금속 및 레이저를 사용한 3D 프린팅 - 산업 응용 분야를 위한 적층 제조
금속과 레이저를 이용한 3D 프린팅이란 무엇인가요?
금속과 레이저를 이용한 3D 프린팅은 적층 제조에서 가장 중요한 기술 중 하나입니다. 이 프로세스는 복잡한 부품의 산업 생산에 새로운 가능성을 열어줍니다. 특히 대형 구조물, 수리 또는 하이브리드 생산의 경우 적층 가공은 기존 제조 공정에 비해 결정적인 이점을 제공합니다.
이 분야의 핵심 기술은 레이저 클래딩으로, 국제적으로 레이저 클래딩, 지향성 에너지 증착(DED) 또는 레이저 금속 증착(LMD)으로도 알려져 있습니다. 이 공정에서는 와이어 또는 분말 형태의 금속 충전재가 레이저로 생성된 용융 풀에 도입되어 응고된 후 새로운 재료 층을 형성합니다.
직접 에너지 증착 분야에서는 재료가 공급되는 형태도 구분됩니다. 이를
- DED-Wire(DED-W) - 와이어 기반 적층 제조
- DED-Powder(DED-P) - 분말 기반 적층 제조
파우더 베드 기반 적층 공정과 달리 레이저를 사용한 금속 3D 프린팅은 대형 부품, 높은 제작 속도 및 적층 제조와 기계 가공을 포함하는 하이브리드 공정에 특히 적합합니다.
레이저를 이용한 금속 3D 프린팅은 어떻게 작동하나요?
레이저를 사용한 적층 제조에서는 일반적으로 와이어 또는 파우더와 같은 추가 재료를 레이저 용융 풀에 지속적으로 주입합니다. 초점이 맞춰진 레이저 빔이 재료를 국부적으로 녹여 추가 재료가 기본 재료와 야금학적으로 결합합니다.
재료를 반복적으로 적용하면 3차원 구조가 단계적으로 만들어집니다.
이 공정은 금속 부품 생산에 높은 수준의 유연성을 제공하며 다음과 같은 용도로 사용됩니다.
- 프로토타입 생산
- 수리 및 재제조
- 복잡한 금속 구조물 생산
- CNC 가공을 통한 하이브리드 생산(하이브리드 제조)
기본 공정에 대한 자세한 내용은 레이저 금속 증착 페이지에서 확인할 수 있습니다.
비디오: 금속 및 레이저를 사용한 3D 프린팅 알아보기
와이어 기반 레이저 금속 증착이 3D 프린팅에 특히 적합한 이유는 무엇인가요?
와이어 기반 적층 제조에서는 금속 와이어가 레이저 용융 풀에 지속적으로 공급됩니다. 이 공정은 와이어가 공정에 완전히 통합되기 때문에 특히 높은 수준의 재료 효율성이 특징입니다.
와이어를 사용한 적층 공정은 거의 100%의 재료 활용도를 가능하게 합니다. 가장 중요한 장점은 다음과 같습니다.
- 높은 빌드업 속도
- 높은 재료 효율성
- 간단한 재료 취급
- 낮은 재료 손실
- 안정적인 층 형성
따라서 와이어 기반 레이저 금속 증착은 특히 대형 금속 구조물 생산이나 재료 증착이 많은 응용 분야에 적합합니다.
동축 와이어 피드는 어떻게 안정적인 적층 제조 공정을 보장합니까?
안정적인 적층 제조 공정을 위해서는 정확하고 재현 가능한 재료 공급이 중요합니다.
프레씨텍은 와이어가 레이저 빔에 동축으로 공급되는 와이어 기반 레이저 증착 용접을 위한 가공 헤드를 CoaxPrinter를 통해 제공합니다. 이를 통해 공정의 이동 방향에 관계없이 와이어를 용접 풀에 균일하게 공급할 수 있습니다.
동축 와이어 이송은 복잡한 궤적에서도 안정적인 층 형성과 균일한 재료 증착을 가능하게 합니다. 그 결과 고품질의 부품 구조와 공정 안정성이 높은 기공이 거의 없는 레이어를 생산할 수 있습니다.
레이저 3D 프린팅은 어떤 산업에서 사용되나요?
레이저를 이용한 적층 제조는 오늘날 수많은 산업 분야에서 사용되고 있습니다. 이 기술은 특히 복잡한 금속 부품이 필요하거나 기존 부품의 기능을 향상시켜야 하는 경우에 큰 이점을 제공합니다.
일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 항공우주
- 에너지 및 터빈 기술
- 자동차 산업
- 기계 공학
또 다른 중요한 응용 분야는 기존 부품의 기능 확장으로, 기본 바디 위에 추가 구조물을 특별히 제작하는 것입니다.
따라서 레이저를 이용한 적층 제조는 새로운 설계의 자유를 실현하고 재료 소비를 줄이며 하이브리드 생산 및 수리 공정의 새로운 가능성을 열어줍니다.
