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통합검색 "PBF"에 대한 통합 검색 내용이 111개 있습니다
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[포커스] 제조산업의 3D 프린팅 활용을 위한 인사이트와 사례
SIMTOS 2022 디지털 트윈 & 3D 프린팅 컨퍼런스, 제조 혁신을 위한 디지털 기술 트렌드와 사례 소개 (2)   ‘SIMTOS 2022 디지털 트윈 & 3D 프린팅 컨퍼런스’가 2022년 5월 25~26일 일산 킨텍스에서 진행됐다. 디지털화를 중심으로 하는 제조산업의 혁신 요구가 거세어지는 가운데, 이번 행사에서는 디지털 트윈과 3D 프린팅 기술을 중심으로 제조 혁신을 위해 고민해야 하는 지점은 무엇이며, 산업계에서는 어떻게 돌파구를 마련하고 있는지에 대해 폭넓은 내용이 소개됐다. ■ 정수진 편집장      5월 26일 진행된 ‘3D 프린팅 컨퍼런스’에서는 디지털 전환 시대를 위한 제조기술로 주목받고 있는 3D 프린팅 및 적층제조(Additive Manufacturing) 기술의 혁신 방안과 사례를 소개했다. 한국생산기술연구원의 이상목 연구위원은 “앞으로의 제조는 대량생산뿐 아니라 고객에게 새로운 경험과 가치를 제공하기 위해 제조 과정에 소비자의 욕구를 반영하고, 판매 이후에도 플랫폼을 바탕으로 지속적인 서비스 및 제품 개발 정보를 획득할 수 있어야 한다는 인식이 높아지고 있다”고 소개했다. 이런 배경에서 제품 개발 방식의 전환에 대한 선언이라고 할 수 있는 ‘인더스트리 4.0’뿐 아니라 선진 각국에서 다양한 제조혁신 움직임을 진행하고 있다. 우리나라에서는 제조산업의 근간이 되는 주조, 금형, 용접, 소성가공, 표면처리, 열처리 등 6대 뿌리기술을 선정해 제조 생태계 강화를 뒷받침해 왔는데, 최근에는 14대 분야로 뿌리기술을 확장했다. 기존 6대 뿌리기술에 고분자 성형, 박층 성형, 적층가공, 절삭가공을 추가한 10개의 요소 공정기술 및 공정 설계 기술인 엔지니어링 설계와 제조 공정 소프트웨어, 생산 지능화 기술인 로봇 기술과 센서 기술이 뿌리기술로 지정된 것이다. 이상목 연구위원은 “이제는 제품뿐 아니라 소비자가 요구하는 가치를 제공하는 모든 영역으로 제조산업이 확장되고 있다”면서, ‘이를 위해서는 공정 설계와 요소공정 기술을 결합한 공정 지능화로 제품의 가치를 극대화할 수 있어야 한다. 기존의 대량생산 방식을 고도화하는 방식으로는 4차 산업혁명을 기대하기 어렵다”고 짚었다. 이런 관점에서 이상목 연구위원은 3D 프린팅의 가능성에 주목했다. 그는 “3D 프린팅을 적용하는 목적은 공정 최적화가 아니라, 대량생산 또는 대량 맞춤생산(매스 커스터마이제이션)을 탈피해 설계 단계에서 고객의 요구를 수용하고 부품의 특화성을 통해 고객의 가치를 높이는 데에 있어야 한다”고 전했다.   ▲ 뿌리산업의 구조 변화와 스마트 제조기술 혁신 방안을 설명한 한국생산기술연구원 이상목 연구위원   3D프린팅연구조합의 강민철 이사는 최근 빠르게 성장하고 있는 금속 적층제조(AM) 기술의 시장 동향과 전망을 소개했다. 전세계 적층제조 시장은 2021년 기준150억 달러(약 19조원) 규모로 추산된다. 또한, 적층제조 관련 매출이 매년 20% 성장하면서, 향후 지속성장 가능한 제조 영역으로 꼽히고 있는 상황이다. 특히 적층제조를 위한 금속 분말 소재는 향후 플라스틱 소재와 맞먹을 정도로 성장할 전망인데, 강민철 이사는 “점차 많은 부품이 금속으로 만들어지고 있어 3D 프린팅/적층제조 관련 산업에서 금속 소재의 성장세가 두드러질 것”으로 보았다. 금속 적층제조는 가루나 와이어 형태의 금속 소재를 한층씩 사출하고 이를 녹여서 입체 형상을 만드는 방식으로, 덩어리 형태의 금속 소재를 깎는 절삭가공과 대비되는 개념으로 쓰인다. 강민철 이사는 금속 분말을 한 층씩 쌓고 선택적으로 레이저를 조사해 녹이는 PBF, 레이저를 사용하지 않고 소결하는 바인더 제팅(binder jetting), 분말보다 저렴한 와이어 소재와 전자빔/플라스마를 사용해 속도를 높인 DED, 더욱 복잡한 형상을 제조할 수 있는 5축 AM 등 다양한 금속 적층제조 기술의 발전상을 소개했다. 또한, “금속 적층제조의 강도 및 연신율이 최근에는 단조 가공과 맞먹는 수준으로 나오고 있으며, 응력을 해소하는 후공정을 통해 강도를 더욱 높일 수 있는 수준으로 기술이 발전하고 있다”고 전했다.   ▲ 금속 적층제조 산업의 시장 동향 및 기술 전망을 짚은 3D프린팅연구조합 강민철 이사   전세계 자동차 업계에서는 커스터마이징 중심의 소량 생산이나 콘셉트 카, 지그와 픽스처 등 치공구, 서비스를 위한 예비 부품 제작 등에 3D 프린팅 기술을 활용하는 시도가 활발하다. 현대자동차 역시 선행기획 - 설계 - 개발 - 양산 준비 - 양산 등 자동차 개발 프로세스 전반에 걸쳐 3D 프린팅을 적용하고 있는 상황이다. 현대자동차의 온한우 책임연구원은 성능&중량&공정 최적화를 위한 선행 기술 개발, 시작차량 및 부품의 제작 시간 및 비용 절감, 시작 부품 제작을 위한 간이 사출금형 제작, 생산을 위한 치공구 제작 등 현대자동차가 3D 프린팅을 활용한 다양한 사례를 소개했다. 또한 온한우 책임연구원은 “코로나19 팬데믹이 이어지는 가운데 글로벌 공급망 리스크와 재고 예측 실패에 따른 생산 차질, 보호무역주의가 심해지는 데에 따른 물류비 상승과 운송일정 지연 등 어려움이 발생하고 있다. 이런 가운데 3D 프린팅은 공급망의 간소화와 다변화, 유연한 재고 관리, 물류비 절감, 보호무역에 따른 리스크 해소에 기여할 수 있을 것”이라면서, “공급망 혁신을 위해서는 3D 프린팅 제조 프로세스의 표준화와 함께 상용화를 위한 후처리 등 애플리케이션 개발이 필요하다”고 전했다.   ▲ 자동차 산업의 3D 프린팅 동향과 활용 사례를 소개한 현대자동차 온한우 책임연구원   LG전자의 박인백 책임은 “3D 프린팅은 소량 및 고객맞춤형의 고부가가치 제품을 중심으로 강점을 나타내고 있는데, 한편으로 대량생산 체계가 자리잡은 제조기업 입장에서 이런 장점을 제대로 발휘하기 어렵다는 현실적인 고민을 안고 있었다”고 소개했다. 과거의 대량생산은 많은 수요에 효과적으로 대응하기 위한 체계였다. 그런데 개인 맞춤형 제품에 대한 요구가 늘어남에 따라 기존의 대량생산 라인에서 이에 대응하기 위해 급격하게 생산체계를 변경하는 데에는 리스크가 따른다는 설명이다. 박인백 책임은 “3D 프린팅의 특성을 죽이면서 양산 체계에 맞추는 것이 아니라, 3D 프린팅의 장점을 살리면서 돌파하는 노력이 필요하다”고 짚었다. LG전자의 경우 제품보다는 부품을 생산하는 데에 3D 프린팅을 적용하고 있다. 적층 가공에 따라 줄무늬가 생기는 표면 조도 문제는 발상을 바꿔 나무의 나이테와 같은 질감을 전처리로 구현하는 방식으로 해결했다. 한편, 고객 경험을 반영하기 위한 필드 테스트에 3D 프린팅으로 만든 목업을 활용하거나, 제품 판매 후 발견되는 개선사항을 업그레이드 부품에 반영하는 등에도 3D 프린팅이 유용하다는 것이 박인백 책임의 설명이다.   ▲ 미래 제조 기술을 위한 3D 프린팅 전략을 짚은 LG전자 박인백 책임   프로토텍의 신상묵 대표는 기술 발전과 함께 꾸준히 활용도가 확산되고 있는 3D 프린팅의 최신 트렌드를 짚었다. 국내외에서 3D 프린팅은 프로토타입과 툴링&매뉴팩처링 용도로 많이 쓰이고 있다. 국내서는 특히 프로토타입을 위한 3D 프린팅 사용이 더 많다고 한다. 프로토타입 영역에서 3D 프린팅은 장비 및 소재의 다양화 및 성능 향상에 따라 많이 보편화되고, 디자인 프로세스 및 커뮤니케이션을 개선하는 효과를 가져오고 있다. 신상묵 대표는 “생산 영역에 3D 프린팅을 적용하는 과정에서는 여전히 극복해야 할 과제가 있지만, 장비 및 재료의 안정성, 정밀성, 반복성에 대한 검토가 꾸준히 진행되는 상황”이라면서, 3D 프린팅을 위한 생산 워크플로의 효율화도 필요하다고 짚었다. 이외에도 신상묵 대표는 “3D 프린팅은 재고를 확보할 필요 없이 디지털 파일을 기반으로 필요한 만큼 빠르게 생산해 납품할 수 있기 때문에 대안 공급망으로서 3D 프린팅의 역할에 대한 관심이 높아지고 있다”고 전했다.   ▲ 3D 프린팅 분야의 최신 트렌드와 전망에 대해 소개한 프로토텍 신상묵 대표   같이 보기 : [포커스] 제조산업 디지털 전환을 위한 디지털 트윈의 최신 동향     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2022-07-01
3D 프린팅의 배치 최적화 및 서포트 설계 방법
AM 스튜디오를 활용한 금속 3D 프린팅   이번 호에서는 새롭게 등장한 PBF 머신을 지원하는 데이터 전처리 소프트웨어인 AM 스튜디오(AM-Studio)의 특징과 워크플로에 대하여 살펴보고자 한다. ■ 유병주  태성에스엔이 적층제조센터(DfAM)의 소장이다. 구조해석 분야의 오랜 경험과 통찰력을 바탕으로 금속적층제조 분야의 설계, 해석 및 3D 프린팅 소재, 제품에 대한 연구를 총괄하며 다양한 국책지원사업에 참여하고 있다. 이메일 | bjyoo@tsne.co.kr 홈페이지 | www.tsne.co.kr ■ 황우진 태성에스엔이 적층제조센터(DfAM)의 전문가로서 설계부터 제작까지 수반되는 Additive Solutions 전문 해석을 담당하고 있다. AM 교육 담당과 함께 DfAM 및 제조 성공 사례를 발굴하며 DfAM의 표준을 제시하고 있다. 이메일 | hwj3237@tsne.co.kr 홈페이지 | www.tsne.co.kr   금속 PBF 기술과 전처리기의 등장 금속 적층제조(Additive Manufacturing)에 관심이 있는 분들이라면 한번쯤은 EOS의 DMLS, GE 애디티브(GE Additive)의 LaserCUSING, SLM 솔루션즈(SLM Solutions)의 SLM 그리고 3D시스템즈의 DMP를 들어보았을 것이다. 세계적으로 유명한 금속 적층제조 장비 제작사와 각 제작사가 보유한 적층제조 기술을 의미한다. 이러한 기술을 하나로 묶어서 ASTM F2792에서는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식으로 명명하고 있다.  PBF로 명명되는 금속분말 적층제조 방법의 뿌리는 1995년으로 거슬러 올라간다. 이 때 지금까지 유명한 2개의 이름이 세상에 드러나게 되었다. 첫 번째는 EOSINT M250이라는 세계 최초의 금속 적층제조 머신이다. 이 장비는 독일 EOS의 DMLS(Direct metal Laser Sintering) 기술을 이용하여 PBF 장비를 최초로 시장에 출시한 것이다. 한편 독일 프라운호퍼 레이저 기술 연구소(Fraunhofer ILT)에서 3명의 연구원이 SLM(Selective Laser Melting)이라는 기술로 특허를 출원하였다. 1년 뒤 ILT SLM 프로세스에 대한 기본 특허를 받았으며, 이후 이 연구를 진행한 공동발명가들이 창업 또는 스핀오프를 하면서 우리가 알고 있는 여러 PBF 전문 회사들이 생겨나게 되었다. 이러한 이유에서 SLM이라는 특허 기술은 회사의 이름뿐만 아니라 PBF를 표현하는 다른 이름으로 널리 사용되고 있다. PBF 머신의 발전과 함께 소프트웨어(여기서는 데이터 전처리기, data pre-processor)도 빠르게 개발되었다. 대표적인 전처리기는 머티리얼라이즈(Materialise)의 매직스(Magics)이다. 머티리얼라이즈는 시장의 흐름과 고객의 요구에 맞추어 꾸준히 제품을 개발하였다. 현재까지 여러 특색 있는 PBF 머신 개발회사가 생겨난 것에 비해, 데이터 전처리는 머티리얼라이즈의 매직스가 독점적 위치를 차지하고 있다.  2010년대 후반에 이르러 유럽에서는 전처리기 시장에서 새로운 움직임이 일어났다. 이 중 하나는 CADS의 AM 스튜디오(AM-Studio)의 등장이다. 이 전처리기의 개발 역사는 PBF 장비의 예처럼 흥미롭다. 2016년에 독일 SLM 솔루션즈와 CADS간의 합작투자회사인 ‘SLM 솔루션즈 소프트웨어(SLM Solutions Software)’가 설립되었다. 이 합작회사는 2018년에 데이터 전처리 소프트웨어인 Additive Designer(애디티브 디자이너)를 출시하였다. 2019년 CADS가 SLM 솔루션즈 소프트웨어의 전체 지분을 인수하면서 합작은 종료되었으며, CADS의 100% 자회사인 ‘CADS 애디티브(CADS Additive)’로 이름을 변경하게 된다. 인수 후 1년 뒤인 2020년에 CADS 애디티브는 스탠드얼론(stand-alone) 프로그램인 AM 스튜디오를 출시하였다. CADS에 따르면 AM 스튜디오는 EOS, SLM 솔루션즈, 트럼프(Trumpf), 디엠지 모리(DMG Mori) 머신과 완벽한 호환을 이룬다고 한다. 이로써 PBF 장비를 운영하고 있거나 앞으로 고려 중인 고객에게는 데이터 전처리기에 대한 선택권이 하나 더 추가되었다.   AM 스튜디오의 특징과 기능 금속 3D 프린팅에 있어서 제작을 위한 최적의 배치와 서포트 설계는 매우 중요한 단계로서, 설계한 제품이 금속 3D 프린팅을 통해 정상적인 완성품이 되어 나오는 데에 중요한 역할을 한다. 이제부터 AM 스튜디오를 활용하여 금속 3D 프린팅 배치 최적화 및 서포트 설계 방법을 소개하고자 한다. 먼저 AM 스튜디오는 사용자가 배치 및 서포트 설계부터 네스팅(nesting), 빌드 전략(build strategy) 설정 및 슬라이싱 뷰어까지 전 과정을 쉽게 접근하고 다룰 수 있는 프로그레스 바(Progress Bar) GUI로 이루어져 있으며, 프로그레스 바의 순서대로 작업을 진행하는 워크플로를 가지고 있다.(그림 1)   그림 1. AM 스튜디오의 워크플로  
작성일 : 2022-05-02
SIMTOS 2022 - 3D프린팅 컨퍼런스(5/26) 발표자 소개
5월 26일(목) - 3D프린팅 컨퍼런스 발표자 및 발표 내용 소개 1. 뿌리산업의 구조 변화와 스마트 제조기술 혁신을 위한 전략적 방안 - 한국생산기술연구원 이상목 연구위원 [발표 내용] 14대로 확장된 14대 뿌리기술 역할과 구조에 대해 소개한다. 이와 함께 인더스트리 4.0으로 촉발된 스마트 제조기술 전략과 Mass Personalized Production의 동반자 3D Printing 역할에 대해 소개한다. [약력] 한유라시아센터장, 뿌리연구소장, 미래산업전략본부장 부원장, 한국주조공학회 부회장 ,3DP연구조합 이사   2. 금속 적층제조 산업의 시장동향 및 기술 전망  - 3D프린팅연구조합 강민철 이사 [발표 내용] 최근 금속 적층제조 기술이 전통산업과 대비하여 급성장하고 있다. 특히 에너지 및 발전, 자동차, 금형 산업 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 이번 발표에서는 적층제조 장비 및 소재 시장의 현황, 기술적 이슈, 전망 등에 대해 소개할 예정이다. [약력] 부산대학교에서 금속공학을 전공하였으며 타이타늄, 알루미늄, 마그네슘 경량소재에 대한 제조공정 등의 연구를 진행해 왔다. 2004년부터 3D프린팅연구조합의 이사를 맡고 있으며, ISO TC 261 및 79 기술위원회에서 활용하여 2016년 국제표준이 등재된 바 있다. 3D Printing Korea, Metal World 등의 전문위원이며 한국분말재료학회, 한국주조공학회, 한국다이캐스팅학회 등 이사를 맡고 있다.    3. 자동차산업 3D프린팅 동향 및 현대자동차 활용 사례  - 현대자동차 온한우 책임연구원 [발표 내용] 자동차산업에서의 3D프린팅 기술 활용 동향 및 현대자동차의 신차 개발 각 단계별 활용 사례를 살펴보고, 향후 이 기술에 대한 전망에 대해서 이야기하고자 한다. [약력] 한양대 기계공학부 졸업 (2007) - 한양대 기술경영전문대학원 석사 (2014) - 현대자동차 시작차 개발 및 3D프린터 운영/관리 (2007~)       4. 미래 제조기술을 위한 AM 전략 방안  - LG전자 박인백 책임 [발표 내용] 미래 제조기술로 발전하기 위해 AM기술이 가져야 하는 핵심 문제점과 해결 방안에 대해 소개한다. [약력] AM기술을 활용한 양산/맞춤형 부품 적용을 위한 연구진행          5. 항공산업 및 기타 제조분야의 폴리머 3D프린팅 최신 적용 트렌드와 전망  - 프로토텍 신상묵 대표 [발표 내용] 3D프린팅 기술은 장비 측면, 재료 측면에서 매년 업그레이드되고 있다. 그에 따라 활용법도 다양해지고, 활용의 효과도 증진되고 있다. 이번 발표에서는 폴리머 3D프린팅의 최신 적용 트렌드와 전망을 설명하고자 한다. [약력] * 3D 프린팅 적층제조기술 기반 항공기부품소재 및 인증체계 개발 기획 기술분과위원, 2021~2022 * 항공기체용 L-PBF 부품 실용화를 위한 최적 공정 기술 개발 자문위원, 2021 * 금속 적층제조기술 기반 이중통로급 민간 중형항공기 동체 메카니즘 지지 구조물 설계 및 제작 기술개발 총괄책임, 2021~2023 * 3D프린팅 전문인력 양성교육 및 실증 컨설팅, 2021-2021 * KF-21 3D프린팅 부품 개발, 2020-2022 * 스마트제조 R&D 사업 총괄, 2020 * 고등훈련기 T-50 3D프린팅 부품 적용 개발, 2018 * 3D 프린팅 기술의 데이터베이스화를 지원하는 모바일 및 온라인 확장 시스템 구축, 2013 * 서울대학교 박사수료
작성일 : 2022-04-07
AMD, 데이터센터에서 GPU 가속 지원하는 라데온 PRO V620 그래픽 카드 발표
AMD가 AMD 라데온 PRO V620(AMD Radeon PRO V620) 그래픽 카드를 발표했다. 라데온 PRO V620 그래픽 카드는 AAA급 게임 타이틀, 3D 워크로드, 사무용 생산성 애플리케이션 등 고사양 작업을 요구하는 클라우드 워크로드에 고성능 GPU 가속화를 지원하는 AMD RDNA 2 아키텍처를 기반으로 설계되었다. 또한 라데온 PRO V620 그래픽 카드는 GPU 분할 기능, 멀티 스트림 하드웨어 가속 인코더, 32GB GDDR6 메모리 및 전용 GPU 리소스를 통해 높은 가성비와 GPU 가속화를 제공한다.      AMD 라데온 PRO V620 그래픽 카드는 연산 유닛과 비주얼 파이프라인, 새로운 AMD 인피니티 캐시(AMD Infinity Cache)를 포함한 아키텍처 개선과 함께 벌칸(Vulkan), 다이렉트X 12 얼티밋(DirectX 12 Ultimate), AMD 피델리티FX(AMD FidelityFX) 등 그래픽 기술을 지원해 고해상도 게이밍 경험을 향상시켰다. 라데온 PRO V620의 주요한 특징은 다음과 같다. 강력한 데이터 센터 GPU 솔루션 : AMD RDNA 2 아키텍처, 32GB GDDR6 메모리, AMD 인피니티 캐시, 전용 하드웨어 레이 트레이싱 기술로 그래픽 집약적 워크로드 및 게임에서 향상된 성능을 전달 하드웨어 기반 첨단 보안 기능 : SR-IOV 기반 GPU 가상화를 통해 모든 사용자에게 개인 정보 보호를 위한 향상된 보안 기능을 제공 범용성 및 유연성 : 최신 AMD 드라이버 지원 및 AMD ROCm 소프트웨어로 클라우드 게이밍, DaaS, WaaS, 머신 러닝(machine learning) 지원 최신 애플리케이션 지원 : 다이렉트X 및 다이렉트X 12 얼티밋, 오픈GL(OpenGL), 웹GL(WebGL), 오픈CL(OpenCL) 지원으로 시네마틱 게임, 애플리케이션, 웹사이트에서 보다 빠른 속도 제공 AMD 비주얼 및 클라우드 게이밍 부문 부사장 제프 코넬(Jeff Connell)은 “AMD는 라데온 PRO V620 그래픽 카드를 출시하며 클라우드에서도 고성능 AAA 게이밍을 구현할 수 있게 됐다”고 전했다. 또한, “클라우드 게이밍은 가상화 기능으로 보다 많은 동시 접속 게이머들에게 효과적으로 저지연성 콘텐츠 스트리밍을 제공할 수 있기 때문에 이를 도입하는 사용자들도 전 세계적으로 증가하고 있다”며, “AMD는 라데온 PRO V620을 통해 PC, 콘솔, 클라우드를 아우르는 선도적인 게임 기술력을 다시 한번 입증했다”고 전했다.
작성일 : 2021-11-08
항공우주산학융합원, 순수구리 금속 적층제조의 최적 공정 개발
항공우주산학융합원(구 인천산학융합원)이 400W IR 레이저 기반의 PBF 방식 금속 3D 프린터로 순수구리분말을 활용한 금속 적층제조(AM) 최적 공정개발에 성공했다고 밝혔다.     ▲ 순수구리 분말을 활용하여 생산한 형상의 일부   구리는 우수한 전기전도도 및 열전도율을 가지고 있기 때문에 전자, 항공우주, 배터리, 자동차 등 다양한 산업에서 각광받고 있는 소재이다. 하지만 소재 특성 상 에너지 흡수율이 낮아 금속 적층제조에서 활용할 경우 분말의 용융이 어렵고, 반사율이 높아 일반 IR 레이저로 조사하게 되면 레이저 광학 미러에 손상을 줄 수 있다. 이런 특성으로 인해 업계에서는 생산하기 힘든 소재로 분류되어 왔다. 이를 해결하기 위해서 그동안은 구리 합금을 활용하여 순수 구리 대비 절감된 성능 수준에서 제작을 진행하거나, 파장이 상대적으로 짧은 그린(Green) 레이저를 활용하는 등 대체 방안을 마련하여 구리 제품을 생산해왔다. IR 레이저를 활용하더라도 1kW 급의 레이저 파워를 지닌 장비를 활용하면 생산이 가능했지만, 이 경우에는 상대적으로 고가의 장비를 활용해야 한다는 점이 걸림돌로 작용했다. 생산이 가능한 장비들도 대부분 파트를 생산할 수 있는 규격이 상대적으로 작다는 아쉬움이 있었다. 항공우주산학융합원은 이번 공정 개발을 통해 확보한 순수구리 시편을 토대로 분석을 진행한 결과 밀도 99.7%, 전기전도도 87% IACS를 달성했다고 밝혔다. 공정 개발에 활용한 장비는 GE의 M2 모델로, 400W 기반의 듀얼 IR 레이저를 가진 장비이다. 이 장비의 크기는 250mm×250mm이며, 높이 350mm까지 생산이 가능하다. 이를 통해 항공우주산학융합원은 범용적인 PBF DMLM 공정 기반 금속 3D 프린터의 400W IR 레이저로 중대형급 순수구리 부품 생산기술을 확보했다고 설명했다.   ▲ 항공우주산학융합원은 항공산업장비센터 적층제조 랩에 설치된 GE의 M2 장비를 이번 공정개발에 활용했다.   항공우주산학융합원은 이번 연구를 기반으로 밀도와 전기전도도를 한층 더 개선하는 연구를 진행할 예정이라고 밝혔다. 이 연구를 통해 인천 지역의 뿌리 산업을 신성장 동력 산업으로 도약시키는 생태계 조성은 물론, 신규 고용 창출과 해외 시장 진출에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 항공우주산학융합원은 “범용성이 높은 장비와 출력이 작은 IR 레이저로 이정도의 밀도와 전기전도도를 확보했다는 것은 주목할 만한 성과라고 할 수 있다. 향후에는 열처리 조건 개선을 통해 전기전도도 역시 99% IACS 이상을 달성할 수 있을 것”이라고 밝혔다.  인천시 항공과의 안광호 과장은 “금속적층제조는 형상 구현 자유도가 높은 방식이기 때문에, 기존의 기계가공으로 생산할 수 없던 많은 종류의 부품을 생산할 수 있다는 이점이 있다”면서, “다양한 곳에서 활용될 수 있는 순수구리를 금속 적층제조에 활용하여 생산할 수 있게된 점은 향후 항공우주산업 등 다양한 산업군의 발전을 한층 더 이뤄낼 수 있는 단초가 될 것이라 생각한다. 특히, UAM, 전기차 등 발전하는 친환경 미래 모빌리티 산업에 이바지할 수 있는 좋은 기회가 될 것”이라고 밝혔다. 항공우주산학융합원은 지난 2016년 산업통상자원부의 산학융합지구 사업을 기반으로 인천광역시가 항공 산업 육성을 위하여 인하대학교와 공동으로 설립한 비영리 사단법인이다. 최근에는 항공우주산학융합원으로 조직 명칭을 변경했다. 인천시는 금속 3D 프린팅 산업의 신규 비즈니스를 창출하고, 항공부품산업체 및 항공정비업체의 기업 역량 향상에 기여하며, 장기적으로 해외 항공부품물량 확보를 위한 기반을 구성할 수 있도록 항공우주산학융합원에 금속 3D 프린터 구매를 지원하였다.
작성일 : 2021-09-14
PrintRite3D : 3D 프린터 리얼타임 결함 모니터링 시스템
개발 : Sigma Labs 주요 특징 : 3D 프린터 멜트풀의 열측정값에서 이상값을 검출하여 결함을 예측. 제조공정에 리얼타임 조정 기능을 도입해 공정 품질 보증 및 제조 비용 절감 가능 공급 : Profitet     PrintRite3D는 파우더베드(PBF) 방식의 금속 3D 프린트 전용 멜트풀 온도 측정장치를 중심으로 3D 프린터의 결함을 리얼타임으로 모니터링할 수 있는 시스템이다. 개발사인 Sigma Labs는 미국 뉴멕시코에서 2010년 설립된 신생기업으로, 적층제조(AM) 내부 프로세스 품질 모니터링 기술을 가진 기업이다. 특히 분말소결방식(Laser Powder Bed Fusion)에 집중하여 관련 특허가 30여개에 이를 정도로 기술집약적 기업이다.   PrintRite3D의 주요 특징 항공우주 등 위험성이 높고 엄격한 관리를 요구하는 업계에 납품하는 부품을 제조하는 업체는 부품이 정확하게 제조되고 있는 것을 확인하면서 부품에 결함이 없다는 점을 확인할 필요가 있다. 적층제조를 사용해서 만들어진 부품이 품질보증기준을 만족시키고 있다는 것을 증명하는 방법은 2가지가 있다. 첫 번째는 파괴시험이고 두 번째는 컴퓨터 써모그래피(CT) 측정이다. 파괴시험에서는 테스트한 부품에 대해서는 품질 확인은 가능하지만, 모든 부품의 품질을 보증할 수는 없다. CT는 장비가 고가이면서 많은 시간이 소요된다. 또한 부품 내에 복잡한 기하학적 구조가 있는 경우에는 반드시 정확한 결과를 얻을 수 있다고 확신하기 어렵다.  PrintRite3D는 부품이 제조되는 도중에 실시간으로 적층된 금속재료의 열특성(IPQM-InProgress Quality Matrix)을 식별한다. 이 식별을 통해서 부품의 결함이 발생한 부분을 실시간으로 매핑한다. 이 IPQM 서멀 시그니처를 이용해서 부품 설계를 최적화할 수도 있다.    PrintRite3D의 제품 사양   PrintRite3D의 주요 기능 SPC-제조부품의 각 적층 레이어의 트렌드 2차원 온도 매핑 3차원 온도 매핑 자동 결함 감지 서포트 구조의 분리 실시간으로 각 적층 레이어간을 모니터링 AM 부품과 프로세스 설계 프로세스 후 분석 등     향후 지원 전략 현재 공급사인 Profitet은 일본을 중심으로 영업 활동을 하고 있으나, 향후 한국지사 설립 등 적극적인 영업을 전개해 나갈 예정이다. 또한, PrintRite3D는 트라이얼 프로그램을 제공하고 있다. 트라이얼 프로그램은 평가용 조형 디자인을 공급에 전달하면 디자인대로 조형하고 모니터링 데이터를 취득한다. 이후 보안 서버에 업로드된 모니터링 데이터를 14일간 액세스하고 분석할 수 있다.     기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2021-07-02
대량생산을 위한 메탈 3D 프린터 : SLM 시리즈
■ 개발 : SLM Solutions Group AG, www.slm-solutions.com ■ 주요 특징 : SLM 원천 특허기술 보유, 최대 4개의 레이저가 동시에 조사되는 멀티레이저 기술, 출력물의 기계적 물성치를 보존하는 독보적인 멀티 레이저 오버랩 전략, 혁신적인 가스 플로우 시스템, 양방향 리코터로 빠른 출력 속도, 작업자의 안전을 위한 완전 밀폐된 재료 핸들링 시스템, 자동 재료 순환장치, 실시간 통합 모니터링, 오픈 파라미터 시스템 ■ 공급 : 퓨전테크놀로지, 031-342-8263, www.fusiontech.co.kr   1. SLM 기술의 전문기업   그림 1. SLM280 앞의 작업자   SLM Solutions(SLM 솔루션즈)는 PBF 방식의 선택적 레이저 용융방식의 개발을 주도하여 최초의 SLM방식 특허를 출원한 공동 연구 개발자가 R&D팀으로 근무하고 있는 SLM 기술의 전문기업이다. 전세계에 500대가 넘는 SLM 장비가 설치되어 있으며 항공우주, 에너지, 자동차, 덴탈/의료 및 연구기관 등 다양한 분야의 세계 최고의 기업과 기관에서 SLM 장비를 활용하고 있다.  3D 프린터 장비부터 금속 합금 파우더 재료까지 직접 제조하며 특허 받은 다양한 혁신기술을 앞세워 금속 3D 프린팅 업계를 리드하고 있는 기업이다.   2. 멀티 레이저 기술의 개척자   그림 2. Quad Laser 탑재가 가능한 SLM500    그림 3. Quad Laser 탑재가 가능한 SLM500 내부 챔버   SLM 메탈 3D 프린터는 멀티 레이저 시스템이 적용돼 다중 레이저를 활용해도 출력물의 기계적 물성치에 변형이 없는 높은 수준의 품질을 가진 출력물 제작이 가능하다. SLM Solutions는 2011년부터 두 개의 400W 레이저를 탑재한 SLM280 Twin Laser 시스템을 출시했으며, 2013년에는 4개의 400W 레이저 혹은 4개의 700W 레이저를 선택할 수 있는 SLM 500 Quad Laser 시스템을 상용화했다. 멀티 레이저 기술을 개발하여 도입함으로써 PBF 방식에 단점으로 꼽히던 출력 속도의 한계를 개선하고, 대형 빌드 사이즈의 금속 3D 프린터를 제작할 수 있는 기반을 마련하였다. 현재 대량 생산을 위해 설계된 대형 빌드 사이즈를 갖춘 SLM500과 SLM800은 700W의 파이버 레이저 4개를 동시에 사용하여 171cm3/h의 빌드 속도를 자랑한다.   3. 멀티레이저 오버랩 전략   그림 4. SLM500 출력 진행 모습   멀티 레이저 오버랩 전략은 다수의 레이저가 함께 조사하며 중첩되는 부분에서 최적화된 레이저 경로를 전략적으로 설계하여 출력물의 물성치를 보존하는 기술로, 하나 이상의 레이저로 고품질 부품을 정밀하게 제작하는데 필요하다. SLM Solutions의 혁신 기술인 멀티 레이저로 제작한 부품과 단일 레이저로 제작한 부품을 비교할 때 동일한 밀도와 기계적 특성을 가진 제품을 출력함으로써 출력 안정성에 도움을 주는 혁신기술이다.   4. Sintered Wall 가스 플로 시스템   그림 5. SLM500의 Sintered Wall을 통한 가스 플로   빌드 프로세스 챔버는 내부환경을 청결한 상태로 유지하는 것이 매우 중요하다. 챔버 내부의 온도와 습도의 일관성을 유지하는 것뿐만 아니라 내부에 순환되는 가스의 청결도에 따라 최종 출력물의 기계적 물성치가 달라지기 때문이다. 2017년부터 SLM 금속 3D 프린터에 새롭게 적용된 Sintered Wall(미세 구멍이 뚫린 벽면)은 불활성 가스의 이동 경로를 최적화하여 출력 중 발생하는 튀는 재료 입자와 그을음을 매우 효과적으로 제거한다. 또한 불활성 가스의 최적 이동 경로의 설계 덕분에 레이저 빔이 조사되는 유리 표면에 발생하는 오염 또한 방지하여 안정적인 출력을 가능하게 한다. 이외에도 출력 중 사용되는 불활성 가스의 소모량도 줄일 수 있어 경제적인 시스템이다.   5. 완전 밀폐된 파우더 핸들링 시스템   그림 6. 자동 파우더 여과 시스템인 PSV   그림 7. 수동 파우더 씨빙 장치에 사용되는 파우더 전용 캔   사용자 편의성을 고려하여 설계된 SLM 장비는 작업자로 하여금 파우더 재료를 직접적으로 대면하지 않고 완전히 밀폐된 상태에서 다룰 수 있도록 한다. 옵션으로 준비된 PSV(자동 파우더 핸들링 장치)는 파우더의 공급부터 재활용을 위한 체질(씨빙 작업)까지 완전히 자동화되어 핸들한다. 추가로 선택 가능한 옵션인 PSM(수동 파우더 씨빙 장치)의 경우에도, 작업자는 파우더를 담는 전용 캔을 통해 파우더 공급부터 재활용까지 파우더를 직접적으로 닿지 않고 작업할 수 있다.   6. 양방향 리코팅 시스템   SLM만의 혁신적인 리코팅 시스템은 출력 중 새 레이어를 만들기 위해서 리코터 내부의 파우더 저장고에서 파우더를 도포함과 동시에 리코팅 작업을 진행한다. 이로써 파우더 피딩 챔버가 따로 필요하지 않아 장비의 전체 사이즈가 콤팩트한 장점이 있다. 또한 양방향 리코팅 시스템으로서 리코터가 한 방향으로 한 번만 이동하여 매우 빠른 리코팅 속도를 자랑하고, 레이저의 정지 대기시간을 줄여줘 출력속도가 빠르다.   7. 품질을 위한 모니터링 시스템, Additve Quality    그림 8. SLM 금속 3D 프린터 라인업   전 장비에 Additive Quality라는 시스템을 도입하여 장비가 운용되고 있는 전 과정에 대한 실시간 모니터링 서비스를 제공한다. 빌드 챔버 내부의 온도, 산소, 가스의 흐름 및 기타 변수들을 지속적으로 모니터링하고 기록함으로써 최종 출력물의 일관된 품질을 보증한다. 첫 번째로, 통합 센서의 실시간 데이터 기록과 Live Camera 기능은 SLM Solutions의 모든 장비에 기본적으로 내장된 모니터링 기능이다. 설치된 모든 센서들의 데이터를 매 2초마다 기록하는 기능은 챔버 내의 온도, 산소, 압력 및 필터 등의 장비 상태를 실시간 차트로 확인할 수 있으며 문서화 기록된다. 챔버 내부에 설치된 Live Camera는 실시간으로 챔버 내부를 영상 재생 및 기록한다. 이로써 출력 오류 발생시 문제점이 있는 부분을 영상으로 재생하여 세부적인 검토가 가능하다. 두 번째로 LCS(Layer Control System) 시스템이다. LCS는 매 레이어 층에 새롭게 코팅되는 재료의 불규칙성을 감지하고 각 레이어의 상태를 기록하여 문서화한다. 레이어에 재료가 도포되는 현황을 카메라 영상으로 감지하고 비전 시스템을 통해 문제점을 잡아낸다. 이를 통해 레이어 리코팅 시에 이상 발생 시 추가 리코팅을 진행하도록 미리 세팅할 수 있으며, 필요한 경우 리코팅 공정에서 문제가 발생하기 전에 미리 작업을 멈추게 한다. 세 번째로, MPM(Melt Pool Monitoring) 시스템은 레이저가 조사되어 베드에 닿을 시 발생하는 열의 파장을 측정하여 이 데이터를 그래프로 시각화한다. MPM에서 얻은 데이터는 출력 시 적용한 파라메터를 평가하거나 개발하는데 사용할 수 있는 자료로 활용되기도 하는데, 안전이 매우 중요한 부품을 생산할 시에는 MPM에서 수집되고 기록된 데이터가 품질 보증서의 역할을 한다. 만약 MPM에서 수집된 데이터가 불규칙할 경우 실제 제조된 부품에 이상을 초래할 수도 있어 MPM 데이터를 품질관리용 데이터로 활용할 수 있다.  네 번째로, LPM(Laser Power Monitoring) 시스템은 레이저 출력 목표 값과 실제 출력된 값을 계속적으로 측정하고 문서화하는 시스템으로 레이저 이상 시 발생하는 다운타임에 대한 조기 경고 시스템으로 활용될 수 있으며 최종 출력물의 품질을 보증하는 문서로도 활용할 수 있다. 앞서 설명한 통합 모니터링 시스템은 최상의 품질을 갖춘 출력물을 안정적으로 제작하기 위해 추가됐으며, 다수의 SLM 장비를 동시에 운용할 시 자동화된 편의 시스템을 제공해 주어 대량생산을 가능하게 하는 요소이다.   그림 9. 위상 최적화 설계 출력물   그림 10. ‘케이블 연결단자’용 금형에 여러 쿨링 채널을 적용하여 프린팅한 모습
작성일 : 2021-06-14
아레스 캐드 2020 : 조회 및 계산
데스크톱/모바일/클라우드를 지원하는 아레스 캐드 살펴보기 (11)   독일 그래버트(Graebert)의 아레스 캐드(ARES CAD)는 PC 기반의 아레스 커맨더(ARES Commander), 모바일 캐드 및 뷰어인 아레스 터치(ARES Touch), 클라우드 기반의 아레스 쿠도(ARES Kudo)로 구성되어 있다. 이번 호에서는 오토캐드와 호환되는 데스크톱 PC 기반의 아레스 커멘더 2020에서 조회 및 계산 기능을 알아보도록 한다.   ■ 천벼리 | 인텔리코리아 3D 솔루션 사업본부 주임으로 기술영업 업무를 담당하고 있다. 이메일 | ares@cadian.com 홈페이지 | www.graebert.co.kr 블로그 | https://blog.naver.com/graebert 유튜브 | www.youtube.com/GraebertTV   1. 도면요소 정보 표시 ‘GetProperties’ 명령을 사용하여 도면요소 유형, 도면층, 선 색상, 선 스타일, 선 가중치, 모드(모델 또는 시트), 해당 좌표, 유형별 기타 세부 정보를 포함한 도면요소의 세부 정보를 본다. 예를 들어, 호에 대해 GetProperties를 사용하면 그 중심점, 반지름, 시작점과 끝점 등의 추가 정보를 표시한다. 선에 대한 추가 정보로는 그 길이, X 평면에서의 각도, X 증분, Y 증분, Z 증분 길이 등이 있다.   (1) 도면요소 정보 표시하기 1) 명령 프롬프트에 GetProperties 또는 단축키 List를 입력한다. 그림 1   2) 그래픽 영역에서 도면요소를 선택한다.   그림 2
작성일 : 2021-04-02
의료용 임플란트를 위한 저산소 진공장치 금속 3D 프린터 개발
금속 3D 프린터와 공정기술   메탈쓰리디와 윈포시스 금속 3D 프린터 개발팀은 진공 챔버를 이용한 초저산소 환경에서 티타늄 등 희귀 금속을 정밀하게 프린팅할 수 있는 금속 3D 프린팅 장비를 발표했다. 이번 호에서는 금속 3D 프린터와 공정 기술에 대해 소개한다.   ■ 주승환 | 메탈쓰리디주식회사/윈포시스 CTO, 한국적층제조사용자협회 회장, 인하대 교수, 산업부 및 미래부의 3D 프린팅 기술로드맵 수립위원이다. 국내 금속 3D 프린터 개발자이고 금속 공정 개발 전문가이다. 이메일 | jshkoret@naver.com 홈페이지 | www.kamug.or.kr   기존 금속 3D 프린터의 경우 기술적인 부분과 비용적인 부분으로 인하여 저산소용 챔버를 이용한 가공 방식으로 제작되었는데, 고온에서 적은 용존 산소와 반응하는 티타늄의 재료적 특성으로 인해 티타늄 가공 품질과 분말의 재사용 등의 문제가 발생하곤 했다. 고진공 상태를 이용한 전용 챔버로 대체하여 가공할 경우 티타늄의 재료적 특성을 유지하고 반복적인 사용이 가능하기 때문에 티타늄 금속 3차원 프린팅 제품의 품질은 급격히 상승하며 제작 비용이 감소되어 경제 및 산업적인 파급력이 크다.   1. 기술 개발 내용 ■ 진공 챔버를 사용한 인장강도 1100MPa 이상의 티타늄 제품용 금속 3D 프린터를 위한 기술 개발과 티타늄 가공 공정 개발 ■ 진공 챔버 내의 산소 제어 기술 개발 ■ 고진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터 기술 개발 ■ 진공도 10^-5 torr의 고진공 챔버 개발 완료 ■ 고진공 챔버 내 3축 이동 장치 및 가스 정화 장치 관련 기술 개발 ■ 진공 챔버 내의 산소 제어 기술 개발 ■ 산소 농도 50PPM 이내의 저산소 제어 기술 개발 ■ 산소 농도 50PPM 이내의 저산소 측정 기술 개발 ■ 인장강도 1100MPa 이상의 티타늄 제품용 공정 개발 ■ 기계적 성능 향상을 위한 용융 공정 기술 개발 ■ 기계적 성능 향상을 위한 후처리 공정 기술 개발   그림 1. 진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터   2. 저산소 진공장치 금속 3D 프린터의 기술적 성과 티타늄 소재를 정밀하게 가공할 수 있는 금속 3D 프린팅은 기존에는 불가능하다고 여겨졌던 제품을 생산할 수 있는 기반 기술이다. 고진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터를 이용한 초정밀 가공은 새로운 제품의 생산 공정을 변혁시킬 수 있다. 레이저를 사용한 PBF(Powder Bed Fusion) 방식인 고진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터 장비가 국내에서 개발된다면, 독일 등의 금속 3D 프린팅 선진국과 유럽의 공정 기술을 앞설 수 있는 계기를 확보할 수 있다. 또한 다음과 같은 시장에 진출할 수 있다.
작성일 : 2021-03-02