적층 제조 부품 검증 전략에 대한 심층 분석

2023년 3월 10일 | 읽기 시간: 4 분

기존 제조 애플리케이션을 적층 가공(AM)에 최적화하는 단계를 이해하는 것은 복잡할 수 있지만, 전문가가 부품 검증을 포함한 프로세스를 안내하여 도움을 줄 수 있습니다.

자격이란 무엇이며 AM 부품에 자격이 중요한 이유는 무엇인가요?

품질 보증(인증)은 적격 구조 및 기계 부품을 대체하려는 적층 가공 부품에 대한 중요한 요구 사항 중 하나입니다. 인증 프로세스는 전반적인 위험에 따라 개별 부품, 기계, 재료 및 공정 매개변수에 연결되고 애플리케이션의 무결성을 보장하기 위해 마련된 요구 사항을 말합니다. 결과적으로 여러 빌드 및 파우더 로트에서 무작위로 선택된 여러 부품을 테스트하여 통계적 동등성을 입증함으로써 적격성을 확보할 수 있습니다. 부품 적격성 검증은 부품이 제작되는 기계에 관계없이 특정 재료에 대한 단일 부품의 개별 성능을 활용합니다.

기존 방식으로 제조된 부품(예: 주조, 단조)에는 제품 인증 및 인증 지침이 마련되어 있는 반면, 적층 제조 부품에는 고유한 규칙과 인증 스키마가 필요합니다. 적층 제조 제품에 대한 검사 및 인증에 초점을 맞춘 표준이 소수에 불과하기 때문에 적층 제조 부품의 적격성 검증을 위한 빠른 적응은 다른 센서 및 제조 데이터 중에서도 공정 이력, 공정 결과, 공급 원료 평가에 대한 증거를 수집하는 데 달려 있습니다. 규제 기관, 연구소 및 표준 기관은 업계에서 쌓아온 연구와 경험을 바탕으로 3D 프린팅 부품의 인증 및 자격을 지원하기 위한 기술 지침을 지속적으로 발표하고 업데이트하고 있습니다. 3D 프린팅 부품이 기존 부품과 동일한 자격 및 인증 요건을 준수하는지 확인하고 입증하기 위해 여러 단계가 수행됩니다.

설치, 운영 및 성능 자격 요건은 무엇인가요?

적층 제조 부품의 검증은 여러 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 다양한 방법론에 따라 검증을 위한 경로에서 세 가지 높은 수준의 단계를 추출할 수 있습니다.

설치 인증(IQ) - 첫 번째 인증은 공정 장비 및 보조 시스템의 모든 중요한 측면이 OEM 사양을 준수한다는 증거를 수집하는 것입니다. IQ는 일반적으로 하드웨어가 배송되기 전에 OEM의 현장에서 수행되는 공장 승인 테스트(FAT)와 설치 중에 고객의 현장에서 수행되는 현장 승인 테스트(SAT)의 두 부분으로 구성됩니다. 하드웨어 배송 전과 후의 성능 동등성을 입증하기 위해 FAT 및 SAT 중에 수행되는 빌드는 일반적으로 동일합니다. IQ의 표준 EOS 절차에는 FAT/SAT에 대한 고객 요구 사항에 따라 일반 및/또는 사용자 지정 테스트 작업을 실행하고 필요한 안전 점검 및 기계 적합성 테스트를 수행하는 것이 포함됩니다.
운영 자격(OQ) - 이 자격은 안정적인 재료 성능을 유지하고 재료 사양 요건을 만족스럽게 충족할 수 있음을 입증하기 위해 필요한 공정 제어를 설정하는 곳입니다. 또한 정적 및/또는 동적 테스트 쿠폰으로 테스트 작업을 구축하여 효과와 재현성을 입증하고 애플리케이션 설계의 기준선을 형성하는 작업도 포함됩니다. 이러한 작업은 최종 애플리케이션 요구 사항을 염두에 두고 설계됩니다.
성능 인증(PQ) - 시간이 지나도 일관된 인쇄 부품을 얻기 위해 부품별 디자인, 작업 레이아웃, 공정 입력 및 필요한 후처리 단계를 고정하는 작업이 포함됩니다. 인증 요건을 신청할 때 첫 번째 물품 검사/테스트 결과가 필수인 경우가 많습니다. 생산 부품의 양에 따라 개념을 확장하여 공정 능력을 계산하고 더 높은 견고성을 달성하기 위한 통계적 공정 제어 전략을 구현할 수 있습니다.

자격 취득의 어려움

가이드라인과 절차가 고객이 자격 인증 프로토콜을 설정하는 데 거의 도움이 되지 않기 때문에 3D 프린팅 자격 인증 표준이 명확하지 않다는 것은 어려운 문제일 수 있습니다. 예를 들어 항공우주, 자동차 및 의료 산업에서는 12개 이상의 적층 제조 부품 인증 표준이 사용됩니다. 이에 비해 반도체나 석유 및 가스 산업에서 사용되는 적층 제조 부품의 적격성 검증 가이드라인은 제한적이며 아직 개발 중입니다. 검증 프로세스를 올바르게 구현하지 않으면 각 검증 단계마다 상당한 리소스가 필요하기 때문에 가동 중단 시간이 증가하고 테스트 및 프린팅 비용이 추가될 수 있습니다. 재료 및 공정에 대한 제어 계획을 수립하고, 검증 프로토콜을 정의하고, 안전하고 고품질의 부품을 생산하는 비용 효율적인 테스트 계획을 생성하는 것은 숙련된 적층 제조 검증 전문가의 안내 없이는 어려울 수 있습니다.

태클링 부품 자격

인증은 3D 프린팅 경험이 있는 고객과 처음 시작하는 고객 모두에게 까다로운 단계입니다. 독립적으로 수행할 수 있지만, 여러 표준화를 보유한 조직의 경우 생산이 지연되고 추가 인증이 필요하며 시장 출시 시간이 늘어날 수 있습니다. EOS의 응용 엔지니어링 및 교육 부서인 애디티브 마인즈는 적층 제조 프로세스의 이 단계를 전담하는 전문가를 보유하고 있습니다. 적층 제조의 전도사로서 고객을 준비하고 자격 인증의 어려움을 완화하는 것은 외부 조직이 3D 프린팅을 최대한 활용할 수 있도록 준비하는 중요한 단계입니다.

애디티브 마인드 자격 인증 전략에 대해 자세히 알아보기

애디티브 마인즈의 인증 전략은 개별 구성 요소에 대한 반복 테스트를 줄이고 지난 30년 동안 얻은 교훈을 통합하여 고객이 인증 일정을 단축할 수 있도록 지원함으로써 고객이 처음부터 다시 시작하는 경험을 없애는 데 중점을 둡니다. EOS 팀은 고객의 인증 준비 상태에 대한 중요한 통찰력을 제공하는 맞춤형 품질 중요도(CTQ), 프로세스 고장 모드 효과 분석(PFMEA) 워크샵에 참여합니다. 또한 Additive Minds는 프로세스 시뮬레이션, 고급 로봇 공학, 인공 지능, 머신 러닝, 원격 모니터링, 증강 현실 및 가상 현실(AR/VR)과 같은 디지털 도구를 EOS 프린터에 도입하여 고객이 인증된 프린트 부품으로 빠르게 전환할 수 있는 강력한 플랫폼을 개발할 수 있도록 지원합니다.

앞으로의 자격

적층 가공 산업에서 검증된 부품이란 반복 가능하고 재현 가능하며 예측 가능하고 일관된 부품 성능과 대량 생산을 위한 확장 기능을 의미합니다. 적층 제조 기술은 계속 발전하고 있지만, 향후 10년 동안은 다양한 애플리케이션을 위한 검증된 부품을 대량으로 생산하는 데 중점을 둘 것이며, 이는 이 제조 방식이 기존 산업에서 널리 채택되기 위한 필수 요소입니다.

귀사의 자격 인증 전략 프로세스에 대해 논의하고 싶다면 지금 바로 Additive Minds 팀에 문의하세요.