금속 3D 프린팅 대 전통 캐스팅은 고대와 현대 기술의 고전적인 전투입니다. 금속 3D 프린팅을위한 여러 첨가제 제조 공정이 있습니다 : 지시 된 에너지 증착 또는 DED, 바인더 제트기 및 DIRECT 금속 레이저 소결이 비교를 위해 집중할 DMLS.
캐스팅과 DML의 차이점은 상당히 엄격하므로 응용 프로그램에 따라 가장 적합한 방법에 따라 쉽게 선택할 수 있습니다. 세 가지 중요한 요소는 부품 설계, 수량 및 리드 타임의 결정을 주도합니다.
먼저, 두 프로세스의 작동 방식을 기준으로 살펴 봅니다. 주조를 사용하면 액체 금속 (또는 플라스틱)을 최종 부품의 모양을 반영하는 공동을 함유 한 금형에 붓습니다. 시간이 지남에 따라 재료가 냉각되고 강화됩니다. 부품이 강화되면 금형이 제거되고 부품 (캐스팅)은 필요한 마무리 옵션에 사용할 수 있습니다. 다소 긴 과정이므로 부품을 기다릴 준비를하십시오. 나중에 그것에 대해 더 자세히 설명합니다.
이에 비해 금속 3D 프린팅은 가루 금속의 VAT에서 부품 층별로 구축합니다. 층이 완료되면 빌드는 VAT로 떨어지고 새로운 금속 분말 층이 다음 패스를 위해 표면을 재구성합니다. 강력한 레이저를 사용하여 부분을 녹이고 자랍니다. 부품, 특히 큰 부품을 만드는 데 시간이 걸리지 만, 부품은 주조 된 부분만큼 견고하여 거의 100% 밀도를 달성합니다.
세 가지 설계 중심의 문제는 두 가지 제조 방법의 차이점, 즉 부품 복잡성, 정확도 및 부품 크기의 차이점을 정의합니다.
부품에 간단한 형상이 있고 추가 마무리가 필요하지 않은 경우 캐스팅을 사용할 수 있으며 (결국) 금형에서 부품을 제거 할 수 있습니다. 그러나 복잡한 형상이 있고 더 작은 기능을 갖춘 복잡한 디자인이있는 부품이 3D 인쇄 될 수 있습니다. 이에 대한 가장 중요한 이유는 캐스팅을 통해 액체 재료가 곰팡이에 내장 된 작은 기능을 통해 흐르기가 어렵 기 때문에 불완전한 부품을 생성하기 때문입니다. 한편, 3D 프린팅은 작은 기능을 구축하는 데 탁월한 다음 인쇄 후 개선 작업을 수행하여 빌드를 시작하는 데 필요한지지 구조를 제거합니다.
두 프로세스 모두 균일 한 벽 두께와 반경을 가진 설계가 필요합니다. 이러한 설계 품질의 부품은 수축성이 떨어지면 일관되게 냉각되고, 차원 정확도가 높으며, 기계적 특성이 향상됩니다. 일관된 벽 두께는 또한 재료를보다 효율적으로 사용하여 비용 절감을 초래할 수 있습니다.
금속 3D 프린팅의 작은 기능을 허용하는 능력은 상세한 부품 설계를위한 더 나은 선택입니다. 캐스팅은 작은 공차와 멋진 표면 마감 처리 된 부품을 생성 할 수 있습니다. 그러나 복잡한 조립체가있는 캐스트 된 부품은 종종 조각으로 만들어야하며 함께 브레이즈를 만들어야합니다. 이 추가 단계는 결합 프로세스에서 가능한 부정확성 및 불일치의 문을 열어줍니다. 이 부품은 또한 차가워지면서 수축 될 수 있으며 부정확성을 추가합니다. 캐스팅 정확도는 또한 재료 자체의 영향을 받고 재료의 온도가 곰팡이에 쏟아집니다.
디지털 첨가제 제조업체를 사용하면 제출시 CAD 모델에 대한 DFM (Design for Manufacturing) 피드백의 보너스가 제공됩니다. 자동화 된 프로세스는 귀하의 부품에 대한 즉각적인 피드백을 제공하며 Metal 3D Printing에서 부품이 가능한지 결정할 때 "첫 번째 패스"를 제공합니다. 또한 금속으로 3D 인쇄 할 수 있다고해서 그렇게해야한다는 것을 상기시키는 역할을합니다.
우리의 가장 큰 금속 프린터는 31.5 인치 x 15.7 인치 (400mm x 800mm x 500mm)의 부품을 제조 할 수 있지만, 캐스팅은 더 큰 부품에 더 실용적인 옵션 일 수 있습니다. 즉, 새로운 프린터와 금속 인쇄 기술이 매년 해당 한계의 경계를 넓히고 있습니다.
금속 3D 프린팅은 저용량의 최종 사용 부품을 제조하는 데 탁월합니다. 큰 부품을 인쇄하는 데 시간이 걸리지 만 동시에 한 번의 배치로 작은 부품을 인쇄하면 생산 시간 속도가 빨라질 수 있습니다. 툴링이 필요하지 않으므로 훨씬 빠른 타임 라인에서 유효성 검사 실행이 발생할 수 있습니다. 제작 수준에서 부품이 필요한 경우 캐스팅은 일반적인 이동이지만 소량의 부품 만 필요하면 곰팡이를 만들기 위해 시간과 비용을 통과하는 것이별로 의미가 없습니다 (파운드리 가용성을 기다리십시오).
지금 부분이 필요하십니까? 이 상황에서 캐스팅은 특히 최상의 솔루션, 특히 낮은 양에서 가장 좋은 솔루션이 아닙니다. 파운드리의 용량 문제와 금형을 만드는 데 걸리는 시간으로 인해 부품을 캐스트하는 데 1 년 이상이 걸릴 수 있습니다. 기존의 곰팡이가 있어도 마찬가지입니다. 캐스팅을 사용하면 실수로 곰팡이를 잃어 버리거나 손상되거나 디자인을 조정 해야하는 경우 Square One으로 돌아 왔습니다. 인쇄 된 금속 부품은 며칠 안에 당신의 것이 될 수 있습니다. 더 큰 부품은 상당한 양의 인쇄 시간이 걸릴 수 있지만 타이밍은 여전히 캐스트 부분을 이길 가능성이 높습니다.
캐스팅은 종종 운송 (철도, 해양 등), 건축, 기계 및 일부 소비재에 사용되는 매우 큰 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 부품은 더 크고 종종 두껍습니다. 몇 가지 예에는 포함됩니다 엔진 블록, 브리지 부품, 해양 프로펠러 및 터빈 블레이드. 이것들은 일반적으로 많은 세부 작업이 필요하지 않으므로 캐스팅이 이상적입니다.
금속 3D 프린팅은 위에서 언급 한 바와 같이 큰 부품을 만드는 데 사용될 수 있지만 복잡한 형상을 렌더링하고 생산 등급 재료의 프로토 타이핑, 기능적 최종 사용 부품을 생성하며 조립이 필요한 부품을 결합 할 수 있습니다. 일반적으로 부품에 상당히 많은 세부 사항이 있더라도 금형을 사용할 수없는 경우 훨씬 더 빨리 캐스팅하는 것보다 작은 부품을 제공 할 수 있습니다.
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