금속 적층 제조에 사용되는 주요 도구는 레이저, 이동식 금속 증착 헤드, 금속 분말 노즐 또는 와이어 피더가 포함된 시스템입니다. 3D 프린팅에 적합한 금속 증착 헤드는 건물 플랫폼 위로 이동하면서 레이저 빔으로 금속 분말이나 와이어를 가열하여 표면에서 녹여 금속 분말이나 와이어를 추가합니다. 재료가 식은 후 다음 금속 층을 도포하여 건축 계획에 따라 3차원 부품을 적층적으로 생성할 수 있습니다. 적층 제조 공정의 기술 원리는 기본적으로 클래딩 공정과 동일합니다. 차이점은 2차원 레이어가 아닌 3차원 형태가 생성된다는 점입니다.
레이저라인 다이오드 레이저의 탑햇 빔 프로파일은 매우 균일한 용융 풀을 생성하고 균일하고 균열이 없는 재료 층으로 이어지는 차분한 공정 제어를 가능하게 합니다. 최적화된 생산 공정을 위한 가장 유망한 접근 방식 중 하나는 레이저 빔 소스를 적층 제조 제품용 공작 기계에 통합하는 것입니다.
적층 제조(AM) 또는 3D 프린팅이라고도 하는 부품을 생성하는 다양한 기술이 존재합니다. 레이저 금속 증착(LMD)으로도 알려진 레이저 클래딩은 이러한 맥락에서 그 중요성이 커지고 있습니다. 이 기술을 사용하면 재료 손실, 재작업 또는 공구 마모가 거의 없이 단일 생산 단계로 형상과 구조를 구축할 수 있습니다(그물 모양에 가까운 제조). 단계별로 동일한 재료의 층이 증착됩니다. 가공 시스템을 적절히 프로그래밍하면 복잡한 부품도 생산할 수 있습니다. 항공기 제작의 터빈, 동체 및 날개와 같이 스테인리스강 외에도 알루미늄, 티타늄 및 초합금도 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
적층 제조는 비교적 새로운 생산 방식으로, 층별로 재료를 코팅하여 부품을 제작하는 방식입니다. 원래 프로토타입 제작을 위해 개발되었지만 오늘날에는 주로 1~1,000개의 소량 배치 크기로 기하학적으로 복잡한 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 여기서 적층 제조는 대부분의 경우 기존 방식보다 경제적입니다.
생산 공정 최적화를 위한 가장 유망한 접근 방식 중 하나는 레이저 빔 소스를 공작 기계에 통합하는 것입니다. 예를 들어, 레이저라인의 LDM 다이오드 레이저를 5축 밀링 머신에 통합하면 레이저가 파우더 코팅을 생성하고 밀링 헤드가 가공을 처리하는 동안 레이저가 첨가제 가공에서 감산 가공으로 전환할 수 있습니다.
통합 다이오드 레이저가 파우더를 광범위하게 도포하여 부품의 기본 구조를 만듭니다. 다운스트림 밀링 헤드는 필요한 부분만 깎아내어 생성된 부품을 후가공합니다. 레이저와 밀링 가공 간의 유연한 전환을 통해 완성된 부품 내에서 손이 닿지 않는 부품 세그먼트도 가공할 수 있습니다. 즉, 언더컷이 있는 설계 및 생산 컨셉이나 지지 구조 없이 돌출된 윤곽을 제작하는 것이 더 이상 문제가 되지 않습니다. 또한 근본적으로 새로운 애플리케이션과 지오메트리 기회가 열립니다.
적층 가공에서 레이저라인 다이오드 레이저의 다양한 잠재적 응용 분야는 적층 분말 코팅과 감산 가공 간의 상호 작용을 훨씬 뛰어넘는 다른 옵션도 제공합니다. 예를 들어 레이저를 12축 밀링 머신에 통합하여 파우더 클래딩 외에도 용접 및 경화에 사용할 수 있습니다. 이를 위해 레이저 및 파우더 노즐과 함께 해당 광학장치가 구현되며, 가공 작업에 따라 레이저와 파우더 노즐을 전환할 수 있습니다. 결과적으로 레이저 적층 제조를 통해 단일 빔 소스를 기반으로 복잡한 생산 공정을 구현할 수 있습니다.
적층 가공에 특히 적합한 레이저 시스템은 무엇입니까? 여기에서 선택할 수 있습니다.
