DMP(Direct Metal Printing)란 무엇일까요?
일반적으로 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)로도 알려진 DMP(직접 금속 프린팅)는 3D CAD 데이터로부터 고품질의 복잡한 금속 부품을 제작하는 적층 제조 기술입니다. 장비에 장착된 고정밀 레이저가 금속 파우더 입자에 조사되어 얇은 수평 금속 레이어를 선택적으로 층층이 쌓습니다. 이 최신 기술은 까다로운 기하형상이 포함된 금속 파트 생산은 기존 감법 또는 주조 기술을 사용하여 불가능했던 일을 가능하게 하고 있습니다. 시제품에서 최대 20,000개 유닛에 달하는 연속 생산용 설계를 프린트하기 위해 다양한 기능성 금속을 사용할 수 있습니다.
적층 제조 방식의 금속 기술
DMP (금속 메탈 프린팅)
이 기술은 기능을 개선하거나, 무게를 줄이거나, 구성품을 단일 부품 1개로 통합하는 데 사용됩니다. DMP(Direct Metal Printing) 금속 3D 프린터는 레이저를 사용해 얇은 금속 분말층을 용융하여 매우 복잡한 금속 부품을 제조합니다. DMP는 무한한 설계 유연성으로 기존 제조 기법의 한계를 극복함으로써 기하형상과 표면을 그대로 유지합니다. 또한 부품 제조 비용이 부품 복잡성이 아닌 부품 부피에 따라 결정됩니다. 따라서 DMP는 매우 복잡한 해부학적 형상, 내부 채널, 복잡한 표면 텍스처, 내부 격자 또는 고도의 세밀함이 요구되는 소형 부품을 생산하는 데 이상적입니다. 적층 기술과 절삭 기술을 결합하면 부품 1개당 비용 효과를 최대한 높일 수 있습니다.
DMP Flex 350 프린터에서 DMP 기술을 사용해 제작된 식품 압출 노즐.
DMP가 SLM보다 더욱 효율적인 DMLS인가?
기본적인 기술은 동일합니다. 레이저는 금속 분말의 얇은 층을 선별해서 용접합니다. 하지만 세밀한 표현과 경험에서 큰 차이가 있습니다. 지금까지 3D Systems의 DMP 프린터를 사용해 제조된 금속 부품은 그 수만 500,000개가 넘습니다. 이러한 경험은 강력한 금속 3D 프린터를 개발하여 반복성, 부품 품질, 생산성, 낮은 총운영비용(TCO)을 구현하는 토대가 되었습니다. 또한 이동식 프린트 모듈(RPM)로 시간마다 작업 변경이 가능할 뿐만 아니라 24/7 가동 시간을 지원합니다. 그 밖에도 진공 챔버에서는 산소(O2) 함량을 <25ppm 미만으로 낮춰서 부품 특성을 일관적으로 유지하는 동시에 분말 사용량을 최대한 높인 상태에서도 폐기물을 최소화할 수 있습니다. 부품의 품질, 부피 및 효율이 중요하다면 DMP야 말로 금속을 3D 프린팅하는 데 가장 적합한 기술입니다.
DMP 350 프린터에서 금속 소재로 3D 프린팅하여 부품 수를 20개에서 1개로 통합한 Formula 1 배기 파이프.
PBF(Powder Bed Fusion)가 정확히 어떤 의미입니까?
PBF(Powder Bed Fusion)는 금속 및 플라스틱 분말을 선택적으로 용융하여 융합함으로써 복잡한 부품을 CAD 파일에서 직접 적층 제조하는 기술을 모두 요약한 용어입니다. PBF 기술에서는 레이저(DMP/DMLS/SLS) 또는 전자 빔(EBM)과 그 밖에 여러 방법으로 롤러 또는 블레이드를 사용해 분말을 평탄화하거나 도포합니다. DMP(Direct Metal Printing)는 레이저 기반 금속 3D 프린팅 기술로서 소재를 양방향으로 도포(양방향 반복 코팅)하고, 진공 챔버의 산소 노출량을 <25ppm 미만으로 계속해서 낮춰 부품 반복성을 높게 유지하고, 이동식 프린트 모듈(RPM)을 사용해 짧은 작업 변경 시간과 24/7 가동 시간을 보장합니다.
유럽우주국(ESA)이 DMP 프린터에서 제작한 연소실 내부 격자 구조.
Metal Binder Jetting과 DMP/DMLS/SLM의 다른 점?
Metal Binder Jetting 공정에서는 결합제가 분말을 한 층씩 융합합니다. (미완성) 부품은 다른 어떤 분말 소결 공정보다 생산 속도가 빠르지만 이는 한 단계일 뿐 전체 과정은 더욱 오래 걸립니다. 예를 들어 부품 경화, 분말 제거, 소결, 용침, 담금질, 마감 처리 같은 후처리 공정은 첫 번째 미완성 부품을 제작하는 것보다 더욱 오랜 시간이 걸리는 경우가 많습니다. Metal Binder Jetting에서 가장 눈에 띄는 이점은 미완성 부품의 생산 속도와 낮은 비용입니다. 하지만 기계적 특성이 커다란 한계이기도 합니다. Metal Binder Jetting으로 생산된 부품은 비교적 크고 불규칙한 다공성 표면을 나타내어 최종 부품의 밀도가 낮습니다. 그 결과, 기계적 특성에 영향을 미치기 때문에 반복성과 강력한 기계적 특성을 요구하는 환경에서는 적합하지 않습니다.
오늘날 금속 바인더 제팅 기술로는 사진과 같은 연료 노즐에서 요구하는 세밀한 표현과 기계적 강도를 충족하는 부품을 제작할 수 없습니다.
