Renishaw의 실현 가능한 3D 프린팅 기술

영국의 한 기업이 제품을 개선하기 위해 SLM(선택적 레이저 소결) 기술로 성과를 거두었다. 결과적으로 제품의 크기는 더 작아졌지만 더 많은 기능을 구현할 수 있는 직접 제어 방식의 구동 밸브가 가능해졌다.

시모네 캐퍼(Simone Käfer감수: 레니쇼 장유권 한국 지사장

핵심 내용

  • Domin Fluid Power는 용액 펌프 고효율 드라이브를 제조하기 위한 새로운 기술을 연구하는 기업이다.
  • Domin는 Renishaw의 AM Solutions 센터에서 SLM 제조에 대한 자신들의 지식을 추가하였다.
  • 직접 제어되는 구동 밸브는 작은 공간에 기존의 제조 기술로는 통합하기 어렵고 복잡한 기능을 담았다.

무엇이든지 개선을 하기 위해서는 많은 시간과 에너지가 들어갑니다. 우리는 오랫동안 많은 프로토타입을 테스트해왔고, 다양한 대안을 설계하였으며 수많은 샘플을 제작하였습니다”(마르쿠스 폰트, Domin Fluid Power 총괄 매니저) 영국 기업인 Domin Fluid Power는 용액을 운반용 펌프에 들어가는 구동식 밸브 제작 전문 기업으로, 고효율 드라이브를 제작하기 위해 Renishaw의 AM(적층) Solutions 센터를 방문하였다.

Renishaw의 RenAM 500Q는 분말 베드법으로 금속을 적층 가공한다.

이 Renishaw 솔루션 센터는 SLM 법으로 작동하는 Renishaw 기계를 통해 고객의 제품이 적합한지 테스트하고, 컨설팅을 포함한 설루션을 제공한다. Domin은 이곳에서 적층 가공에 대한 전반적인 이해와 SLM(선택적 레이저 소결)에 대한 지식을 넓힐 수 있었다. „금속 적층 기술을 이용하면 유체 기술에서 실현 가능한 새로운 기술을 확장할 수 있습니다. 우리는 고객의 효율적인 부품을 생산하기 위해 적층 가공에 대한 지식을 확장했습니다. 예를 들어 원래 크기의 25%인 부품에 성능은 25% 향상되고 가격은 1/3인 밸브를 개발할 수 있었습니다“(마루크스 폰트) 이 밸브는 작지만 효율적이고, 전체 생산 시간을 5시간 반에서 한 시간으로 줄일 수 있었다.

작은 공간에 복잡한 기능을 담다

직접 제어되는 이 구동 밸브는 작은 공간에 기존의 제조 기술로는 통합이 어려웠던 복잡한 기능들을 담았다. „우리는 디자인을 생성하기 위해 유한 요소 분석과 함께 기성 표준 CAD 애플리케이션을 사용하였습니다.“(마틴 맥마혼, Renishaw의 AM Lead Technical Consultant) 이 밸브는 RenAM 500Q에서 공구강으로 제작되었으며, 이 기계는 250 mm × 250 mm × 350 mm 크기의 조형 공간에서 전체 분말 베드 표면에 동시에 접근하는 네 개의 레이저에 출력 500W로 작업한다. 용융 성능은 최대 150 cm3/h에 달한다. RenAM 500Q은 듀얼 필터 시스템 Safe Change가 자동으로 필터를 교체하여, 배기가스를 효율적으로 집진하고 필터 수명을 연장하는 지능형 가스 가이드와 우수한 진공 기능과 낮은 아르곤 소비량이 특징이다. 또한 자동화된 폐기물 취급 시스템이 남는 분말을 여과하여 공정으로 되돌려 보내는 등 한 단계 나아간 통합을 완성하였다.

원래 크기의 25%에 불과하지만 성능은 25% 향상되면서 비용은 1/3밖에 들지 않는다.

기계 데이터에 바로 접근

Renishaw는 AM 시스템의 원격 제거 프로세스 모니터링을 위해 Software InfiniAM Central을 개발하였고, 기계 데이터에 대해 직접적인 접근을 제공한다. 인더스트리 4.0이 가능한 네트워크화된 이 시스템으로 컴퓨터와 모바일 기기에서 AM 조형 과정을 원격 제어로 모니터링할 수 있어, Live AM 품을 실시간으로 확인할 수 있으며, 이전 구성품 분석을 위해 액세스도 가능하고, 이에 대한 시스템 센서와 조형 정보는 그래픽으로 표시된다.

“적층 가공한 부품은 열처리와 제형판 제거 등 일반적인 가공과 정교화 과정 등 2차 가공을 거칩니다.“(마틴 맥마혼) 최종 후가공인 절삭 가공을 통해 정밀한 치수의 제품을 얻을 수 있습니다.