층을 조달하거나 재료를 제거하는 제조 공정은 무엇입니까? 첨가제 및 차수 제조는 중요한 방식으로 다릅니다. 이러한 차이를 이해하는 것은 올바른 방법을 선택하는 데 중요합니다.
이 게시물에서는 장점, 한계 및 실제 응용 프로그램을 살펴 보겠습니다. 다음 프로젝트를 위해이 두 가지 접근 방식을 결정하는 방법을 배웁니다.
첨가제 제조 란 무엇입니까?
AM (Additive Manufacturing)은 일반적으로 3D 모델을 기반으로 층별로 재료 레이어를 추가하여 객체를 생성하는 프로세스입니다. 재료를 제거하는 전통적인 방법과 달리 AM은 부품을 처음부터 처음부터 구성하여 복잡한 설계 및 재료 효율성을 허용합니다.
첨가제 제조의 간단한 역사
AM의 개념은 3D 프린팅 기술이 처음 소개 된 1980 년대로 거슬러 올라갑니다. 초기 혁신은 빠른 프로토 타이핑을 목표로하여 제품 프로토 타입을 더 빠르고 저렴한 방법을 제공합니다. 그 이후로 AM은 항공 우주, 자동차 및 의료 분야를 포함한 다양한 산업 응용 분야로 발전했습니다.
첨가제 제조의 작동 방식
첨가제 제조는 CAD 모델로 시작합니다. 이 모델은 소프트웨어를 사용하여 얇은 레이어로 얇게 썬다. 그런 다음 AM 기계는 최종 객체가 형성 될 때까지 층별 재료, 층을 추가합니다. 사용되는 재료는 플라스틱에서 금속에 이르기까지 다양합니다. 프로세스에 따라 부품을 완료하려면 청소 또는 경화와 같은 사후 처리가 필요할 수 있습니다.
일반적인 첨가제 제조 기술
여러 기술이 AM의 우산 아래에 있으며 각각은 독특한 이점을 제공합니다.
3D 프린팅
3D 프린팅은 가장 인식 된 AM 방법입니다. 플라스틱이나 금속과 같은 재료를 레이어링하여 물체를 구축합니다. 맞춤형 부품 및 프로토 타입에 이상적이며 소규모 애플리케이션에는 널리 액세스 할 수 있으며 비용 효율적입니다.
선택적 레이저 소결 (SLS)
SLS는 레이저에서 소결 가루 물질 (일반적으로 플라스틱 또는 금속)을 고체 부품으로 사용합니다. 복잡한 형상으로 내구성 있고 기능적인 프로토 타입을 만드는 것으로 유명합니다.
융합 증착 모델링 (FDM)
FDM은 가열 노즐을 통해 열가소성 필라멘트를 압출하여 작동합니다. 일반적으로 프로토 타이핑 및 저렴한 플라스틱 부품을 생산하는 데 사용됩니다.
스테레오 리소그래피 (SLA)
SLA는 자외선을 사용하여 액체 수지 층을 층별로 치료하여 부드러운 마감으로 매우 정확한 부품을 만듭니다. 복잡한 디자인과 세부 사항에 적합합니다.
직접 금속 레이저 소결 (DMLS)
DMLS는 레이저를 사용하여 미세 금속 분말을 소결하여 금속 부품을 구축합니다. 이 기술은 항공 우주와 같은 산업을위한 복잡하고 강력한 금속 구성 요소를 생산하는 데 이상적입니다.
추가 첨가제 제조 기술
일반적으로 알려진 방법 외에도 몇 가지 다른 고급 기술을 사용할 수 있습니다.
BINDER JETTING : 결합제는 분말 층 사이를 선택적으로 증착하여 복잡한 구조를 생성합니다.
지시 된 에너지 증착 (DED) :이 기술은 집중된 열 에너지를 사용하여 재료가 퇴적 될 때 재료를 융합하여 기존 부품에 기능을 수리하거나 추가하는 데 종종 사용됩니다.
재료 압출 : 재료는 노즐을 통해 선택적으로 압출되어 층을 구축합니다.
재료 제트기 : 물질의 액적은 종종 광 폴리머를 사용하여 정확한 부품을 생성하기 위해 층에 의해 층으로 증착된다.
시트 라미네이션 : 재료 시트는 금속 및 복합재에 적합한 층에 의해 결합 된 층입니다.
VAT 광고 공합 : 액체 수지는 프로토 타이핑 및 생산 모두에 적용하여 고체 부품을 형성하기 위해 빛에 의해 선택적으로 경화됩니다.
첨가제 제조의 장점
AM (Additive Manufacturing)은 산업 전반에 걸쳐 많은 이점을 제공합니다. 이러한 장점은 현대 제작에서 게임 체인저가됩니다.
재료 낭비 감소
AM은 최종 제품에 필요한 자료 만 사용합니다. 이 접근법은 전통적인 방법에 비해 폐기물을 크게 줄입니다.
복잡한 형상과 복잡한 디자인
AM은 복잡한 모양을 만드는 데 탁월합니다. 기존의 기술로 만들기가 불가능한 부품을 생산할 수 있습니다.
더 빠른 프로토 타이핑 및 짧은 리드 타임
빠른 프로토 타이핑은 AM과 함께 현실이됩니다. 빠른 반복과 더 빠른 제품 개발주기를 허용합니다.
| 전통적인 프로토 타이핑 | AM 프로토 타이핑 |
| 몇 주에서 몇 달 | 몇 시간에서 며칠 |
| 여러 단계 | 단일 프로세스 |
| 높은 툴링 비용 | 툴링 없음 |
비용 효율적인 소규모 배치 생산
AM은 소량을 생산하는 데 빛을 발합니다. 값 비싼 금형이나 툴링이 필요하지 않습니다.
지속 가능성 향상
폐기물 감소는 지속 가능성을 향상시킵니다. AM은 자원과 에너지를 보존합니다.
덜 원료 소비
운송 요구 감소
생산에서 에너지 사용량이 낮습니다
대량 사용자 정의 가능성
AM은 개인의 요구에 맞게 제품을 맞춤화 할 수 있습니다. 이것은 다양한 분야에서 새로운 가능성을 열어줍니다.
첨가제 제조의 단점
AM (Additive Manufacturing)은 많은 이점을 제공하지만 제한 사항도 있습니다. 이러한 단점을 이해하는 것은 효과적인 응용 프로그램에 중요합니다.
제한된 재료 옵션
AM은 차수 방법보다 적은 양의 재료를 사용합니다. 이 제한은 특정 산업에서의 사용을 제한 할 수 있습니다.
대량 생산 속도가 느립니다
AM은 작은 배치로 탁월하지만 대량 생산에는 지연됩니다. 전통적인 방법은 종종 대량으로 그것을 능가합니다.
| 생산량 | AM 속도 | 전통적인 속도 |
| 작은 (1-100) | 빠른 | 느린 |
| 중간 (100-1000) | 보통의 | 빠른 |
| 큰 (1000+) | 느린 | 매우 빠릅니다 |
대규모 생산 비용이 높아집니다
대량 생산의 경우 AM은 더 비쌀 수 있습니다. 부피에 따라 단위 당 비용은 크게 감소하지 않습니다.
하부 정확도 및 표면 마감
AM 부품은 가공 된 것보다 정밀도가 낮을 수 있습니다. 그들의 표면 마감은 종종 개선이 필요합니다.
타이트한 관용 도전
AM에서는 타이트한 공차를 달성하기가 어렵습니다. 정확한 적합이 필요한 부품의 경우 문제가 될 수 있습니다.
후 처리 요구 사항
대부분의 AM 부품은 인쇄 후 추가 작업이 필요합니다. 이것은 생산 공정에 시간과 비용을 추가합니다.
일반적인 사후 처리 단계 :
지지 구조 제거
표면 스무딩
열처리
페인팅 또는 코팅
빼기 제조 란 무엇입니까?
빼기 제조 (SM)는 솔리드 블록에서 재료를 제거하여 물체를 생성합니다. 다양한 산업에서 사용되는 전통적인 방법입니다.
약력
SM은 고대로 거슬러 올라갑니다. 초기 예로는 석재 조각과 목공이 있습니다. 현대 SM은 산업 혁명으로 진화하여 정확한 공작 기계로 이어졌습니다.
작동 방식
SM은 더 큰 재료로 시작합니다. 기계 나 도구는 과도한 재료를 자르고 원하는 모양을 만듭니다.
일반적인 기술
CNC 가공
CNC (Computer Numerical Control) 기계는 프로그램 된 지침을 사용하여 재료를 제거합니다.
레이저 절단
이 기술은 고성능 레이저를 사용하여 재료를 자릅니다. 정확하고 다양한 재료에서 작동합니다.
워터젯 절단
워터젯 절단은 종종 연마 입자와 혼합되어 재료를 자르는 고압 수를 사용합니다.
플라즈마 절단
혈장 절단은 전기 전도성 가스를 사용하여 재료를 용해시킵니다. 금속 절단에 효과적입니다.
전기 방전 가공 (EDM)
EDM은 전기 방전을 사용하여 재료를 제거합니다. 단단한 금속과 복잡한 모양에 이상적입니다.
추가 세부 사항
가공 프로세스
EDM 원칙
EDM은 전극과 공작물 사이에 제어 된 전기 스파크를 생성하여 작동합니다.
레이저 절단 매개 변수
전원 : 절단 깊이를 결정합니다
속도 : 컷 품질에 영향을 미칩니다
초점 : 정밀도에 영향을 미칩니다
워터젯 절단 매개 변수
빼기 제조의 장점
SM (Suxcractive Manufacturing)은 산업 전반에 걸쳐 많은 이점을 제공합니다. 이러한 장점은 현대 생산에서 중요한 방법이됩니다.
다양한 호환 재료
SM은 광범위한 다양한 재료와 함께 작동합니다.
금속 (강철, 알루미늄, 티타늄)
플라스틱 (ABS, PVC, 아크릴)
복합재 (탄소 섬유, 유리 섬유)
목재
유리
결석
이 다양성은 SM이 다양한 제조 요구를 충족시킬 수있게합니다.
높은 정확도와 정밀도
SM은 매우 정확한 부품을 만드는 데 탁월합니다. 그것은 종종 0.001 인치 정도의 작은 공차를 달성합니다.
| 기술 | 전형적인 공차 |
| CNC 밀링 | ± 0.0005 ' |
| EDM | ± 0.0001 ' |
| 레이저 절단 | ± 0.003 ' |
우수한 표면 마감
SM은 우수한 표면 품질을 가진 부품을 생산합니다. 이것은 종종 추가 마무리 프로세스가 필요하지 않습니다.
더 빠른 대용량 생산
대량 생산의 경우 SM은 첨가적인 방법을 능가합니다.
다축 CNC 머신은 빠르게 작동합니다
자동화 된 도구 변경은 다운 타임을 줄입니다
다른 부분에서 동시 작업
비용 효율적인 대량 생산
생산량이 증가함에 따라 SM은 더욱 경제적입니다. 초기 설정 비용은 더 빠른 생산 속도로 상쇄됩니다.
대규모 부품 생성
SM은 큰 구성 요소를 쉽게 처리합니다. 상당한 부분이 필요한 산업에 이상적입니다.
항공 우주 (항공기 구성 요소)
자동차 (엔진 블록)
건축 (구조 요소)
빼기 제조의 단점
빼기 제조 (SM)는 많은 이점을 제공하지만 제한 사항도 있습니다. 이러한 단점을 이해하는 것은 효과적인 응용 프로그램에 필수적입니다.
더 높은 재료 폐기물
SM은 부품을 생성하기 위해 재료를 제거합니다. 이 과정은 상당한 폐기물을 생성합니다.
제한된 복잡한 형상 생성
SM은 복잡한 디자인으로 어려움을 겪습니다.
더 긴 설정 시간과 더 높은 툴링 비용
SM은 종종 광범위한 준비가
| 합니다 | 필요 |
| 도구 선택 | 시간이 많이 걸립니다 |
| 기계 프로그래밍 | 전문 지식이 필요합니다 |
| 비품 제작 | 추가 비용 |
덜 설계 유연성
SM의 디자인 수정 비용은 비용이 많이들 수 있습니다.
더 높은 운영자 기술 요구 사항
SM 기계는 숙련 된 운영자를 요구합니다.
재료 특성에 대한 이해
절단 속도 및 사료 속도에 대한 지식
복잡한 기술 도면을 해석하는 능력
도구 마모 및 교체 비용
SM 도구는 시간이 지남에 따라 저하 :
첨가제 대 차감 제조
| 측면 의 비교 | 첨가제 제조 | 빼기 제조 |
| 프로세스 | 재료 층을 추가하여 객체를 구축합니다 | 더 큰 조각에서 재료를 제거하여 물체를 생성합니다 |
| 재료 폐기물 | 최소 폐기물 | 높은 재료 폐기물 |
| 호환 재료 | 제한적 (주로 플라스틱 및 일부 금속) | 넓은 범위 (금속, 플라스틱, 나무, 유리, 석재) |
| 복잡성 | 매우 복잡하고 복잡한 형상을 생산할 수 있습니다 | 비교적 간단한 형상에 더 적합합니다 |
| 정확성 | 덜 정확한 (0.100 mm의 단단한 공차) | 더 정확한 (0.025 mm의 단단한 공차) |
| 생산량 | 작은 배치에 적합합니다 | 대규모 생산에 이상적입니다 |
| 속도 | 대량의 경우 느립니다 | 대량의 경우 더 빠릅니다 |
| 비용 | 소량에 대해 더 비용 효율적입니다 | 대량으로 더 비용 효율적입니다 |
| 설계 유연성 | 설계 변화에 대한 높은 유연성 | 디자인 변경에 덜 유연합니다 |
| 표면 마감 | 종종 후 처리가 필요합니다 | 직접 부드러운 마감을 생성 할 수 있습니다 |
| 운영자 기술 | 덜 숙련 된 운영자가 필요합니다 | 고도로 숙련 된 운영자가 필요합니다 |
| 장비 비용 | 초기 장비 비용이 낮습니다 | 초기 장비 비용이 높아집니다 |
| 압형 | 최소한의 툴링이 필요합니다 | 광범위한 툴링이 자주 필요합니다 |
| 지속 가능성 | 폐기물이 적기 때문에 더 지속 가능합니다 | 재료 폐기물로 인해 지속 가능성이 떨어집니다 |
| 내부 기능 | 내부 기능을 쉽게 만들 수 있습니다 | 내부 기능을 만들기가 어렵습니다 |
| 크기 제한 | 일반적으로 작은 부품으로 제한됩니다 | 대규모 부품을 생산할 수 있습니다 |
| 후 처리 | 종종 여러 단계가 필요합니다 | 초기 프로세스 후 완료 수준이 높습니다 |
하이브리드 제조 공정
하이브리드 제조는 첨가제 제조 (AM)와 SM (Succractive Manufacturing)을 결합합니다. 이 접근법은 두 방법의 강점을 활용하여 생산에서 강력한 시너지 효과를 만듭니다.
정의 및 이점
하이브리드 프로세스는 AM 및 SM 기술을 통합합니다.
AM은 기본 구조를 구축합니다
SM은 부분을 개선하고 마무리합니다
혜택은 다음과 같습니다.
설계 유연성 향상
재료 효율성 향상
강화 된 부품 품질
예제 프로세스 흐름 :
3D 근처 네트 모양을 인쇄합니다
CNC 가공 정확한 치수에 대한
우수한 표면 마감을위한 광택
일반적인 응용 프로그램
하이브리드 제조는 다양한 영역에서 탁월합니다 :
| 응용 | 분야 |
| 압형 | 공차가 빡빡한 복잡한 디자인 |
| 지그와 비품 | 내구성있는 마감 처리 된 맞춤형 모양 |
| 고난 부품 | 정확한 기능을 가진 복잡한 형상 |
하이브리드 프로세스 사용 산업 :
첨가제 및 차수 제조 중에서 선택
올바른 제조 방법을 선택하는 것은 다양한 요인에 따라 다릅니다. 각 프로세스는 뚜렷한 이점을 제공하므로 선택 사항을 프로젝트 요구 사항에 맞추는 것이 중요합니다.
제조 방법을 선택할 때 고려해야 할 요소
재료 요구 사항
재료의 선택은 중요한 역할을합니다. 첨가제 제조 (AM)는 일반적으로 플라스틱 및 일부 금속에서 가장 잘 작동하는 반면, SM (Suxcrative Manufacturing)은 금속, 플라스틱, 목재 및 유리를 포함한 광범위한 재료를 처리 할 수 있습니다. 기계가 어려운 재료 나 내구성이 높은 경우 SM이 종종 더 나은 옵션입니다.
복잡성과 디자인
내부 공동 또는 관절 관절과 같은 복잡한 형상이있는 복잡한 디자인의 경우, 높은 커스터마이징을 허용합니다. SM은 정확하지만 매우 복잡한 디자인으로 어려움을 겪을 수 있습니다. 단단한 공차가 필요한 단순하거나 중간 형상에 더 적합합니다.
생산량 및 확장 성
AM은 빠른 프로토 타이핑 또는 중소기 생산과 같은 저소득층 생산량에 이상적입니다. 대규모 생산의 경우 SM은 특히 수천 개의 동일한 부품을 생산할 때 훨씬 더 효율적입니다. 생산량이 증가함에 따라 SM의 비용 효율성이 명확 해집니다.
리드 타임 및 마켓
짧은 리드 타임이 필요한 프로젝트는 최소한의 설정과 설계에서 제품으로 빠른 전환으로 인해 AM의 혜택을받습니다. 그러나 더 큰 생산 실행의 경우 SM은 설치가 완료되면 특히 금속 부품의 경우 더 빠른 제조 시간을 제공 할 수 있습니다.
예산 및 비용 제약
AM은 특히 프로토 타이핑시 작고 복잡한 부품에 대해 더 비용 효율적입니다. 그러나 SM은 더 큰 부품 또는 높은 생산량에 대해 더욱 경제적입니다. SM의 양이 증가함에 따라 부품 당 비용과 부품 당 비용은 일반적으로 감소합니다.
지속 가능성 목표
AM은 낭비가 적어서 더 지속 가능한 옵션이됩니다. SM은 대형 런의 경우 빠르지 만 칩이나 스크랩 형태로 상당한 재료 폐기물을 생성합니다. 지속 가능성이 핵심 우선 순위라면 AM이 더 잘 맞을 수 있습니다.
첨가제 대 감수 제조에 대한 의사 결정 매트릭스
다음 의사 결정 매트릭스는 올바른 방법을 선택하는 데 도움이되는 요소를 빠르게 비교할 수 있습니다 :
| AM | (Advititive Manufacturing) | SUMPRANTIVE MANUFARITY (SM) |
| 재료 범위 | 제한적 (주로 플라스틱, 일부 금속) | 넓은 (금속, 플라스틱, 나무, 유리) |
| 부분 복잡성 | 복잡하고 복잡한 디자인을 처리합니다 | 단순하고 정밀한 형상에 가장 적합합니다 |
| 생산량 | 소규모 배치, 프로토 타이핑에 이상적입니다 | 대량 생산에 효율적입니다 |
| 리드 타임 | 더 빠른 설정, 빠른 처리 시간 | 설정 속도가 느리고 대형 런의 경우 더 빠릅니다 |
| 비용 | 큰 부품이나 금속의 경우 더 비쌉니다 | 더 높은 양으로 더 비용 효율적입니다 |
| 지속 가능성 | 폐기물이 적고 지속 가능성이 높습니다 | 상당한 폐기물, 지속 가능성이 떨어집니다 |
이 매트릭스를 사용하여 프로젝트의 요구를 각 제조 방법의 강점과 정렬하십시오.
첨가제 및 차감 제조의 실제 응용
첨가제 제조 (AM) 및 차수 제조 (SM)는 다양한 산업에서 중요한 역할을합니다. 그들의 응용 프로그램은 계속 확장되고 발전하고 있습니다.
항공 우주 및 항공
AM : 가벼운 구성 요소, 복잡한 형상
SM : 고정밀 엔진 부품, 구조 요소
자동차 산업
AM : 빠른 프로토 타이핑, 맞춤 부품
SM : 엔진 블록, 변속기 구성 요소
의료 및 치과
AM : 맞춤형 임플란트, 보철물
SM : 수술기구, 치과 용 크라운
소비재 및 전자 제품
산업 기계 및 툴링
AM : 맞춤형 지그 및 비품
SM : 중장비 부품, 정밀 도구
건축 및 건축
AM : 스케일 모델, 장식 요소
SM : 구조 구성 요소, 외관 요소
결론
첨가제 및 차수 제조업은 각각 독특한 강점과 약점을 가지고 있습니다. AM은 복잡한 디자인과 커스터마이즈에 탁월합니다. SM은 정밀도 및 재료 다양성을 제공합니다.
이러한 차이를 이해하는 것은 정보에 입각 한 제조 결정을 내리는 데 중요합니다. 방법을 선택할 때 프로젝트의 구체적인 요구를 고려하십시오.
재료, 복잡성, 볼륨 및 비용과 같은 요소를 평가하십시오. 이를 통해 제조 목표를위한 최상의 접근 방식을 선택하는 데 도움이됩니다.
