적층 제조에 연속 생산 도입

Jun 22, 2023

레이첼 파시니(Rachael Pasini) | 5월 30일

적층 제조에서 플라스틱 및 금속 부품의 프로토타입 및 소규모 배치 생산에서 대량 생산으로 발전하면 3D 프린팅 장비의 효율적인 활용도가 향상되고 안전한 작업 환경을 제공하며 최적의 생산 흐름이 만들어집니다. 그러나 효율적인 시리즈 생산을 달성하려면 3D 프린팅 부품의 긴 생산 시간을 더 짧은 업스트림 및 다운스트림 단계로 완벽하게 통합할 수 있는 지능형 자동화 및 네트워킹이 필요합니다.

작성자: Oliver Elbert, 적층 가공 부문 책임자 • Grenzebach Group

AM(적층 가공) 또는 3D 프린팅은 CAD 모델이나 디지털 3D 모델을 사용하여 3차원 물체를 제조하는 것입니다. 이는 일반적으로 층별로 재료(예: 플라스틱, 액체 또는 분말 입자)가 함께 추가되는 컴퓨터 제어 하에 재료가 증착, 결합 또는 응고되는 다양한 프로세스에서 수행될 수 있습니다.

35년 전만 해도 3D 프린팅 기술은 기능적이거나 심미적인 프로토타입 제작에만 적합한 것으로 간주되었습니다. 그러나 지난 몇 년 동안 적층 제조의 정밀도, 반복성 및 재료 범위가 현재 실행 가능한 산업 생산 기술 수준으로 향상되었습니다.

적층 제조는 재료 결합 프로세스로, 일반적으로 3D 모델에서 제품을 직접 적층하여 제작할 수 있으므로 CNC 가공이나 주조와 같은 기존 제조 기술에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 적층 제조 공정은 복잡한 형상과 복잡한 재료 분포를 가진 부품을 제작할 수 있는 고유한 기능을 갖추고 있으며 설계자의 설계 자유도를 크게 확대합니다.

적층 제조의 과제는 3D 프린터의 각 품목에 필요한 생산 시간이 긴 반면, 업스트림 및 다운스트림 생산 단계의 리드 타임은 상당히 짧다는 것입니다. 이는 전체 적층 제조 공정에서 상당한 비효율성을 초래합니다.

솔루션은 3D 프린팅 주기의 모든 업스트림 및 다운스트림 프로세스에 대한 지능형 자동화 및 네트워크 통합을 갖춘 연속 생산입니다. 사용자는 자동화된 프로세스의 이점을 누리는 동시에 프린터, 분말 제거 및 마감 시스템과 같은 개별 장치 간의 최적의 재료 흐름을 보장합니다. 3D 프린팅 장비의 효율적인 활용도를 높이는 것 외에도 자동화된 생산은 작업자에게 안전한 작업 환경을 제공합니다.

효율성이 향상되었습니다. 자동화는 다양한 처리 시간으로 프로세스 단계를 지능적이고 안정적으로 네트워크화합니다. 3D 프린팅, 전처리 및 후처리 시스템은 기계, 전자, 디지털로 동기화되어 최대 출력으로 기계를 최적으로 활용합니다.

부품당 비용이 저렴합니다. 개별 작업 단계의 지능형 네트워킹을 통해 모든 시스템을 최대한 활용할 수 있습니다. 이를 통해 부품당 비용을 낮추고 생산할 수 있습니다.

산업 보건 및 안전. 3D 프린팅 부품의 후처리 과정에서 미세먼지와 나노입자로 인해 건강상의 위험이 발생할 수 있습니다. 최적으로 설계된 자동화 솔루션은 산업 보건 및 안전 규정을 준수하고 작업자의 위험을 줄입니다.

다양한 기간의 여러 공정 단계로 인해 적층 가공이 복잡해졌습니다. 각 제조업체에는 3D 프린팅, 전처리 및 후처리 절차에 사용되는 재료 유형에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 간소화된 연속 생산을 위한 일련의 3D 프린팅 기능을 준비하려면 각 프로세스의 자동화 구성 요소를 처리해야 합니다.

다음은 적층 제조를 위한 연속 생산의 지능형 동기화를 지원하는 자동화 시스템 솔루션에 대한 분석입니다. 이러한 시스템은 로딩 및 언로딩, 적층 제조, 분말 제거 및 후처리를 다룹니다.