필라멘트 정의

2023년 2월 3일

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그림 1 MEX 및 MIM 처리의 3단계(논문에서: A Quarto 및 C Giardini의 '금속 필라멘트의 적층 제조: 금속 사출 성형을 대체할 수 있는 경우', 적층 제조 발전(Progress in Additive Manufacturing), 2022년 9월 21일, 10pp. )

최근 몇 년 동안 금속 적층 제조 기술이 많이 발전하여 절삭 가공 공정뿐만 아니라 분말 야금 및 금속 사출 성형과 같은 순 또는 거의 순 형상 공정에 대한 매력적인 대안이 되었습니다. 이는 특히 복잡성이 높은 금속 부품의 경우에 해당되며, 이는 중량 절감 가능성의 이점을 누리고 상대적으로 적은 양의 부품이 필요합니다. MIM은 원하는 부품 성능과 비용을 달성하기 위해 광범위한 금속 및 합금을 사용하여 매우 복잡한 형상과 필요한 생산량을 생산할 수 있다는 것이 잘 알려져 있습니다. 그러나 MIM은 에너지와 생산 장비 및 툴링에 대한 투자 측면에서 상대적으로 비용이 많이 드는 것으로 간주됩니다. MIM과 경쟁하는 것은 다양한 금속 AM 공정이지만, PBF-LB(Laser Beam Powder Bed Fusion)와 같은 이들 중 다수는 생산 시간이 긴 고에너지 사용자이기도 하며 저가 부품에는 적합하지 않은 것으로 생각됩니다. 또는 높은 부품 볼륨의 경우.

생산자들의 관심을 끄는 금속 AM 공정 중 하나는 재료 압출(MEX)입니다. 이는 검토 논문에서 Metal-ME라고 하는 공정에 대한 ISO/ASTM 용어입니다. 이는 유연성과 비교하여 낮은 투자 비용으로 복잡한 형상을 생산할 수 있는 잠재력 때문입니다. MIM과 함께. MEX는 최근 AISI 316L 및 17-4 PH와 같은 금속 필라멘트를 압출하는 데 적합하며, 필라멘트용 공급원료는 80wt.% 스테인레스 스틸과 20wt.% 폴리머 함량으로 구성되어 있어 쉽게 인쇄할 수 있습니다. MEX는 또한 MIM과 생산 체인의 공통 단계, 즉 탈지 및 소결 단계를 공유합니다. 두 공정은 복잡한 형상, 고밀도 부품(MEX의 경우 98.7%, MIM의 경우 99.2%)을 생산할 수 있으며 여러 가지 금속 및 합금 재료를 사용할 수 있는 가능성이 있다고 합니다.

두 공정 중 어느 공정이 최고의 상업적 잠재력을 갖고 있는지에 대한 더 많은 정보를 얻기 위해 이탈리아 Dalmine 소재 Bergamo 대학교는 MEX와 MIM에서 생산한 특정 부품에 대한 비용 모델 개발을 목표로 하는 연구를 수행했습니다. 이 모델에는 MEX 및 MIM 프로세스 생산 비용 추세에 대한 평가가 포함되어 있으며, 이러한 프로세스가 단일 생산 주기 내에서 획득된 부품 수와 생산량의 함수로서 서로 다른 동작으로 특성화될 수 있는 방법을 조사했습니다. 이 연구 결과는 Progress in Additive Manufacturing에 게재된 '금속 필라멘트의 적층 제조: 금속 사출 성형을 대체할 수 있는 경우'라는 논문에 포함되었습니다. 이 연구의 저자인 Mariangela Quarto와 Claudio Giardini는 다음과 같이 말했습니다. MEX는 특정 부품을 생산하는 데 성공적으로 사용될 수 있으며, 전체 생산 체인과 관련된 시간, 돈, 자원(에너지 포함)의 지출과 같은 경제적 측면을 고려해야 합니다. 따라서 이들 연구 결과를 통해 부품 단가, 생산성율, 더미 시간(DT) 연구를 위한 모델 개발이 가능해졌습니다. 더미 시간은 단일 부품을 생산하는 데 이론적으로 필요한 시간을 나타내는 것으로 알려져 있습니다.

두 가지 제조 공정의 프로세스 체인은 그림 1에 나와 있으며 세 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계에는 주로 제품 및/또는 금형 설계(MIM의 경우) 및 도구/노즐 경로 정의(MEX의 경우)에 소요되는 시간과 관련된 비용이 포함됩니다. 이러한 비용은 숨겨진 비용으로 간주됩니다(소모품 비용에 포함되는 MIM에 사용되는 금형 제외). 두 번째 단계는 친환경 부품 단계까지 실제 부품 생산을 포함하며, 동일한 유형의 재료가 사용되고 동일한 외부 회사가 탈지 및 소결을 수행하므로 비용 모델에서 세 번째 단계는 생략됩니다. 비용.