DMLS®로 어떻게 다르게 제작할 수 있나요?

적층 제조 블로그

2021년 7월 13일 | 읽기 시간: 4 분

이제 DMLS® 금속 3D 프린팅 기술이 제공하는 모든 이점을 염두에 두고 새로운 제품을 디자인하는 것이 케이크 굽기만큼이나 쉬워졌습니다 - 심지어 지지대 없이도!

놀라운 제품을 만들기 위한 레시피

적층 제조가 제공하는 모든 장점과 자유를 활용하여 펜을 디자인한 방법을 보여드리겠습니다.
모든 재료를 조합하여 환상적인 제품을 인쇄하는 레시피를 알려드리겠습니다.

재료:

시작점 아이디어
틀에 박힌 사고에서 벗어난 팀
경험의 손길
적층 가공 프로세스에 대한 몇 가지 지식
An EOS M 290
EOS 티타늄 Ti64 한 꼬집
일부 반복 루프에 대한 약간의 인내심 ("케이크"가 먹을 준비가 될 때까지 기다리기가 쉽지 않음)

평소와 마찬가지로 방대한 양의 창의력을 발휘하는 것을 적극 권장합니다.

디자인 프로세스 시작하기

때때로 주요 도전 과제는 시작점입니다. 케이크를 고를 때도 마찬가지입니다: 많은 가능성 중에서 올바른 것을 선택하는 것은 쉽지 않습니다. 모두 맛있어 보입니다.

이 특별한 경우, 펜을 디자인하기로 결정한 것은 동료들과의 "캐주얼한" 토론에서 비롯되었습니다. 우리가 매일 사용하는 친숙한 제품을 만들되, 동시에 멋진 디자인으로 무언가를 제작하는 등 적층 제조 공정의 장점을 최대한 살리면서 이 놀라운 기술의 한계를 뛰어넘을 수 있는 제품을 만들자는 아이디어가 나왔죠.

디자인 경험 추가

펜을 효율적으로 디자인할 수 있는 방법을 고민할 때 자유로운 디자인이 가능한 적층 가공이 유용합니다. 기존 제조의 제약 없이 아무리 복잡한 형태라도 거의 모든 형태를 만들고 생산할 수 있는 가능성은 사실 모든 디자이너의 궁극적인 꿈입니다. 바이오닉 디자인은 이 개념을 설명하는 완벽한 예입니다.

그러나 이 레시피는 순전히 디자인 프로세스이며 최적화 기술은 구현되지 않았습니다.

바이오닉 디자인을 통해 디자이너와 엔지니어는 주변 환경의 자연 유기체에서 영감을 받은 구조와 물체를 구현할 수 있으며, 자연이 필요한 만큼의 재료만 사용하는 잘 설계된 프로세스를 통해 매끄러운 모양을 구현할 수 있습니다. 바이오닉 디자인은 적층 설계 프로세스에서 널리 사용되며, 예를 들어 토폴로지 최적화 기술과 결합할 수 있습니다. 목표는 항상 완벽한 부품을 만드는 것입니다. 최소한의 재료를 사용하면서 모든 요구 사항을 충족하는 것입니다.

디자인 단계에서 인쇄 프로세스에 대한 몇 가지 지식을 추가합니다.

펜은 캡과 두 개의 서로 다른 부품으로 구성되어 있으며, 이 부품을 조립하면 펜의 리필 하우징을 형성합니다. 세 부분의 디자인은 인쇄 방향에 따라 영향을 받는데, 펜의 모양을 고려할 때 세로로 인쇄하는 것이 가장 좋습니다. 왜 그럴까요? 건물 플랫폼에 가능한 한 많은 부품을 장착하여 생산 비용을 낮추고 최상의 표면 품질을 만들기 위해서입니다. 따라서 세 부분이 완전히 자립할 수 있도록 설계하면 지지 구조가 필요하지 않습니다.

우리가 직면해야 했던 주요 과제는 잉크 리필 카트리지를 삽입하고 향후 교체할 수 있도록 구성 요소의 기능적 통합인 '메커니즘'을 구현하는 것이었습니다. 해결책은 양쪽의 축 대칭형 크라운이었습니다. 장점 펜 본체를 쉽게 조립하고 분해할 수 있습니다. 이렇게 하면 빈 잉크 카트리지를 교체할 수 있고 펜 자체의 강성도 충분히 확보할 수 있습니다.

EOS 티타늄 Ti64는 이러한 용도에 가장 적합한 소재입니다. 알루미늄만큼 가벼우면서도 강성 면에서 스테인리스 스틸과 거의 동일한 성능을 제공합니다. 5번의 설계 반복 끝에 최종 잠금 시스템이 탄생했습니다. EOS Ti64 Performance(30µm) 공정의 고해상도 덕분에 표면을 완벽하게 일치시키고 부품을 견고하게 연결할 수 있었습니다. 또한 고해상도 공정을 통해 로고 및 기타 유형의 개인화(예: 소유자의 이름 또는 특별 이벤트 이름 등)를 구현할 수 있습니다.

설계가 완료되면 다음 단계는 프린팅 공정을 위한 데이터를 준비하는 것입니다. DMLS®공정에서는 부품을 제작 플랫폼에 고정하기 위해 최소한의 지지 구조물이 필요합니다. 프린팅 공정을 성공적으로 완료하기 위해 서포트 구조가 필요한 경우가 많습니다. 그러나 더 많은 재료를 사용하고 프린팅 및 후처리 시간이 길어집니다. 또한, 지지 구조물이 연결된 표면의 최종 품질이 떨어집니다. 그러나 부품을 건물 플랫폼에 강력하게 연결하는 것이 필수적입니다. 이를 통해 여러 노출 단계에서 발생하는 모든 열을 방출할 수 있습니다.

그래서 저희는 이러한 부품을 위한 특별한 종류의 지지대인 '소품 지지대'를 개발하는 아이디어를 떠올렸습니다. 작은 간격으로 얇은 재료 껍질이 만들어져 건물 플랫폼에 강력하게 연결됩니다. 매우 얇은 파우더 층이 소품 지지대와 부품을 분리하여 높은 표면 품질을 보장합니다. 당연히 완벽한 소품 지지대 모양, 올바른 오프셋 거리, 적합한 프린팅 파라미터를 찾기 위해 3D 프린팅의 설계 도구인 EOSPRINT.

다음 단계는 공정 시뮬레이션입니다. Additive Works의 Amphyon ©과 같은 소프트웨어를 사용하면 인쇄 프로세스를 미리 볼 수 있습니다. 이렇게 하면 잠재적인 오류나 왜곡을 방지하고 최종 품질을 보장할 수 있습니다.