3D 프린팅은 적층 제조, 일종의 신속한 프로토타입 제작 기술입니다. 디지털 모델 파일을 기본 프레임워크로 사용하고 분말 금속이나 플라스틱과 같은 결합 가능한 재료를 사용하여 레이어별 인쇄로 물체를 구성합니다. 3D 프린팅 기술은 정보 기술, 디지털 모델링 기술, 전기 기계 제어 기술, 재료 과학 및 화학과 같은 여러 분야의 최첨단 기술을 통합합니다.
인쇄 재료와 운영 소프트웨어에서 3D 프린팅 기술이 점차 성숙해지면서 3D 프린팅 기술은 금형 제조, 산업 디자인, 엔지니어링 건설, 항공 우주 및 기타 여러 분야에 점차 도입되었습니다. 3D 프린팅 기술의 등장과 대중화로 금형 제조 산업은 근본적인 변화를 겪었습니다.
금형은 산업 생산을 위한 기본 공정 장비입니다. 전자, 계측, 자동차 및 통신의 구성 요소의 60%~80%가 금형으로 형성됩니다. 금형의 품질은 제품의 품질을 크게 결정합니다.
CNC 가공은 금형을 만들 때 가장 일반적으로 사용되는 기술입니다. 매우 신뢰할 수 있는 결과를 제공하지만 매우 비싸고 시간이 많이 걸립니다. 해당 3D 인쇄 기술은 재료 절약, 빠른 프로토타입 제작 및 정밀 제조의 장점이 있습니다.
3D 프린팅 및 금형 제작
제품 제조 과정에서 산업 생산은 주로 금형 제조를 기술적 틀로 삼고 다양한 제품을 대량 생산합니다. 금형 제조 기술은 일정한 운영상의 어려움과 높은 비용이 있습니다. 개인화된 소비 방식의 증가로 다양한 소비자는 산업 제품에 대한 요구가 더욱 다양해질 것입니다. 결과적으로 금형 제조 기술은 금형의 설계 및 제조에 많은 시간을 할애해야 합니다. 금형 제조의 정확성과 비용의 통제 가능성은 효과적으로 제어하기가 점점 더 어려워지고 있으므로 금형 제조 기술은 산업 생산의 변화하는 요구를 충족시키기가 점점 더 어려워지고 있습니다.
3D 프린팅 기술의 출현과 금형 제조에의 적용으로 맞춤형 및 개별화에 대한 필요성이 해결되었습니다. 3D 기술은 기술적 이점을 통해 설계 주기와 제조 공정을 단축하고 설계 및 제조 공정의 비용을 줄이며 전체 산업 디자인 활동에 긍정적인 영향을 미칩니다.
3D 프린팅 기술을 사용하면 디자이너는 단시간 내에 고객의 요구에 맞게 맞춤 제작할 수 있으며, 동시에 디자인을 여러 번 조정하는 것이 편리하여 설계 작업 비용을 효과적으로 통제하고 불필요한 비용을 줄일 수 있습니다.
금형 제작에 있어서 3D 프린팅 기술의 장점
- 금형 생산 주기 단축
3D 프린팅은 컴퓨터의 3차원 설계를 자동으로, 빠르고, 직접, 정확하게 물리적 모델로 변환할 수 있습니다. 이는 신제품 개발 중에 빈번한 설계 변경 및 수정을 견딜 수 있어 유연성과 적응성을 향상시킵니다. 3D 프린팅 금형은 제품 개발 주기를 단축하고 기존 금형 제조에서 금형 개방, 단조, 절단 및 기타 공정을 건너뜁니다. 3D 프린팅을 사용하면 금형 설계 주기가 제품 설계 주기와 보조를 맞출 수 있습니다.
- 더 복잡한 제품을 제조하는 것이 더 쉽습니다.
금속 3D 프린팅은 금속 미세 구조를 개선하여 완전히 조밀한 인쇄 부품을 만들어낼 수 있습니다. 적층 제조는 금형 설계를 개선하는 것을 더 쉽게 만듭니다. 3D 프린팅은 임의의 모양의 냉각 채널을 사용하여 적응형 냉각을 보장하고, 더욱 최적화되고 균일하게 만들어 궁극적으로 더 높은 품질의 부품을 만들어냅니다.
- 최종 제품을 사용자 정의하세요
3D 프린팅 몰드는 맞춤형 생산에 매우 적합합니다. 생산 주기가 짧기 때문에 복잡한 부품을 제조하기가 더 쉽고 최종 제조 비용을 줄일 수 있습니다.
- 제조 비용 절감
3D 프린팅을 사용하면 엔지니어는 금형 설계 수정으로 인해 발생하는 초기 비용을 줄일 수 있습니다. 사용된 재료가 매우 비싸고 기존 금형 제작 재료의 폐기율이 높은 경우 3D 프린팅이 더 비용 효율적입니다. 또한 3D 프린팅은 몇 시간 내에 정밀한 금형을 생산할 수 있습니다.
금형 제작을 위한 3D 프린팅 기술의 단점
- 3D 인쇄 부품은 크기가 제한되어 있습니다
3D 프린팅 장비는 업계의 대형 금형 제품 제조에 부응할 수 없습니다. 실제 사용 중인 3D 프린팅 장비의 대부분은 1x1m 수준 이하이며, 대형 제품 제조에 대한 요구 사항을 충족하기 어렵습니다.
- 3D 프린팅은 대량 생산에 적합하지 않습니다
3D 프린팅은 대량 생산에 적합하지 않습니다. 3D 프린팅 기술로 1개의 제품을 생산하는 단가는 기본적으로 1,000개의 제품을 생산하는 것과 비슷하며, 상대적으로 3D 프린팅이 더 오래 걸립니다. 전통적인 금형 제작 기술은 대량 생산에 있어 분명한 이점이 있습니다.
- 3D 프린팅 기술에 사용할 수 있는 재료가 적습니다.
3D 프린팅이 가능한 소재는 많지만, 고온 플라스틱과 일반적으로 사용되는 일부 금속은 여전히 프린팅할 수 없습니다. 특히, 금속은 열처리로 인해 프린팅 후 변성되기 쉽습니다.
- 3D 프린팅 기술의 효율성이 향상되어야 합니다.
3D 프린팅의 제조 정확도와 제조 속도 사이에는 모순이 있습니다. 3D 프린팅은 레이어별 축적으로 물체를 만드는 것입니다. 인쇄 정확도를 높이려면 인쇄 레이어 수를 늘려야 하지만 그에 따라 인쇄 속도가 감소합니다.
- 3D 프린팅 제품의 기계적 특성은 보장이 어렵습니다.
기계적 특성은 부품의 중요한 매개변수로, 부품의 사용 및 작동 수명에 대한 주요 기반을 제공합니다. 전통적인 CNC 가공에서는 노화 및 열처리와 같은 관련 작업을 수행하여 부품의 기계적 특성을 달성합니다.
- 3D 프린팅은 단기적으로 기존 금형 제작 기술을 대체할 수 없습니다.
3D 프린팅은 매우 유명하지만 3D 프린팅의 산업화는 아직 형성되지 않았으며 여전히 대중 과학 단계에 있습니다. 최첨단 및 선도 기술로서 3D 프린팅은 맞춤형 및 복잡한 제품의 요구를 충족할 수 있지만 배치 및 규모의 이점은 없습니다.
오늘날 전통적인 산업적 대량 생산의 발전에서 노동 분업은 매우 미세하고 지원 시설은 매우 충분하여 거대한 관성을 형성했습니다. 3D 프린팅이 이 관성을 깨려면 비용이 매우 많이 듭니다.
