금속 적층 제조의 차세대 혁신 도약

EU 프로젝트 InShaPe

____ 뮌헨, 독일, 2022년 7월 13일

자동차 산업, 항공 우주 또는 에너지 분야와 같은 많은 산업 분야에서 가볍고 강도가 높은 특수 금속 부품에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 예를 들어 최신 가스 터빈은 매우 안정적이면서 동시에 가벼운 열 차폐가 필요합니다. 이를 위한 중요한 제조 공정은 레이저 빔을 이용한 금속의 분말 베드 용융 공정(PBF-LB/M)입니다. 이 공정은 적용 분야에 따라 단가 측면에서 기존 생산 방식에 비해 아직 경쟁력이 떨어집니다. EU가 680만 유로를 지원하는 연구 및 혁신 프로젝트 InShaPe는 이 기술의 발전에 결정적인 기여를 하는 것을 목표로 하고 있습니다. 

뮌헨 공과대학교(TUM)의 레이저 기반 적층 제조 교수진의 협조 하에 7개국에서 온 10개의 파트너가 이 프로젝트에 참여하고 있습니다. 파우더 베드 금속 용융에서는 매우 얇은 금속 분말 층을 건축 플랫폼에 적용합니다. 이 분말 층은 집중된 레이저 빔에 의해 녹아 응고되는 동안 기본 재료 층과 결합합니다. 이 과정은 완성된 부품이 만들어질 때까지 한 층씩 반복됩니다. 레이어 구조로 인해 복잡하고 무게를 절감하는 형상을 구현할 수 있습니다. 여분의 파우더를 제거한 후 완성된 부품은 일반적으로 용도에 따라 후가공을 거칩니다.

레이저 스폿을 유연하게 조정하여 효율적이고 비용 효율적인 생산 가능

최근 시작된 EU 프로젝트 InShaPe의 목표는 금속 기반 적층 제조를 더욱 발전시키는 것입니다. 이 개선된 제조 공정은 프로그래밍 가능한 강도 분포와 AI 기술을 갖춘 고성능 광학 모듈을 기반으로 대상 물체에 대한 최적의 빔 모양을 결정하기 위해 재료 유형과 형상 등에 따라 결정되는 고성능 광학 모듈을 기반으로 합니다. 또한 InShaPe는 다양한 파장의 빛을 동시에 관찰하는 다중 스펙트럼 이미징을 적층 제조 영역에 통합하는 품질 분석을 위한 혁신적인 공정 모니터링 및 제어 시스템을 개발합니다.

"이 두 가지 신기술을 결합하면 효율적이고 진보된 노광 전략을 통해 복잡한 특수 부품의 가장 까다로운 생산도 즉시 처리할 수 있습니다."
뮌헨 공과대학교 공학 및 디자인 학부의 카트린 뷔디 교수(Dr.-Ing. Katrin Wudy).

뮌헨 공과대학교 공학 및 디자인 학부의 카트린 우디 교수 - 사진 제공: EOS

금속 기반 적층 제조를 더 빠르고 저렴하며 지속 가능하게 만드는 InShaPe

컨소시엄은 이러한 형태의 적층 제조를 향후 정밀도와 지속 가능성 측면에서 다이캐스팅과 같은 기존 제조 공정을 능가하는 상업적으로 광범위한 제조 기술로 발전시킨다는 목표를 세웠습니다. 이는 레이저 빔 모양의 조정과 새로운 노광 옵션을 통해 에너지 및 재료 효율이 높은 생산 공정을 구현할 수 있기 때문입니다. 동시에 InShaPe의 혁신은 단가, 유연성 및 생산량 측면에서 기존 제조 공정에 비해 적층 제조의 경쟁력을 입증하는 것을 목표로 합니다. 또한 AI가 지원하는 제어 및 운영을 통해 숙련도가 높지 않은 작업자도 새로운 공정을 사용할 수 있어야 합니다.

InShaPe의 전반적인 목표는 항공우주, 에너지 및 자동차 산업의 네 가지 산업 응용 분야를 위한 혁신적인 금속용 분말 베드 융합 공정(PBF-LB/M)을 추가로 개발하고 시연하는 것입니다. 현재 기술과 비교할 때 다음과 같은 이점을 얻을 수 있어야 합니다:

  • 7배 더 높은 생산 속도
  • 50% 이상 비용 절감
  • 에너지 소비 60% 감소
  • 폐기물 30% 감소

장기적으로 InShaPe 기술의 성공적인 개발과 마케팅은 고도로 복잡한 부품의 선도적인 공급업체로서 유럽 PBF-LB/M 제조 산업을 강화하고 디지털, 자원 효율적이고 민첩한 레이저 기반 생산 방법에 대한 새로운 동급 최고의 표준을 설정하는 것을 목표로 합니다.

EU 프로젝트 InShaPe 소개

In샤페는 2022년 6월 1일에 시작되어 2025년 5월 말까지 진행됩니다. 이 프로젝트는 뮌헨 공과대학교가 프랑스, 독일, 이스라엘, 이탈리아, 네덜란드, 스웨덴, 스페인의 다른 9개 파트너와 함께 진행하고 있습니다. 이 프로젝트는 뮌헨 공과대학교의 레이저 기반 적층 제조 교수진 책임자인 카트린 우디 박사가 총괄하고 있습니다. EU는 유럽 연구 및 혁신 프레임워크 프로그램인 "Horizon Europe"에 따라 680만 유로로 이 프로젝트를 지원하고 있습니다.

파우더 베드 융합으로 제조된 TUM-부품 - 사진 제공: EOS

스텍브리프 인샤페

프로젝트명: InShaPe (보조금 계약번호: 101058523) - 혁신적인 빔 성형 및 공정 모니터링을 통한 친환경 적층 제조
기간: 06/2022 - 05/2025
코디네이션: 독일 뮌헨 공과대학교  


프로젝트 파트너:

프로젝트 코디네이터: 뮌헨 공과대학교 카트린 우디(Dr-Ing. Katrin Wudy) 교수
프로그램: 호라이즌 유럽
총 기금 금액: EUR 6

회사 소개

 

EOS
EOS는 금속 및 폴리머의 산업용 3D 프린팅 분야에서 세계 최고의 기술 공급업체입니다. 1989년에 설립된 이 독립 기업은 적층 제조 분야의 종합 솔루션을 제공하는 선구자이자 혁신 기업입니다. EOS 시스템, 재료 및 공정 파라미터로 구성된 제품 포트폴리오는 고객에게 제품 품질과 제조 공정의 장기적인 경제적 지속 가능성 측면에서 중요한 경쟁 우위를 제공합니다. 또한 고객은 글로벌 서비스, 애플리케이션 엔지니어링 및 컨설팅 분야에서 심도 있는 기술 전문성을 활용할 수 있습니다.

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