○ 본문요약 :  

최근 금속 3D프린팅 기술과 사용 범위가 확대되면서 소프트웨어에도 다양한 기능이 추가된 제품들이 출시되고 있다. 특히 프린팅 파트의 형상 지오메트리(Geometry)에 따라 안전 분석을 하거나 금속 재료 자체의 탄성, 소성 구간 등에서 발생하는 변위들을 예측 하면서 열 변형에 관한 다양한 프로그램들이 추가 생성되기도 했다.

그럼에도 불구하고 CAE 예측만으로는 미세 손상이나 변형을 완벽히 차단하기는 쉽지 않다. 성형 중 항복(Rp)이 발생하기도 하고 탄성 영역(E) 을 벗어나 내구한도를 넘어가기도 하면서 영구적인 변형이(전단, 트윈 스팅, 디본 등) 발생되어 본래 활용하려고 했던 파트 본래 목적의 허용범위를 벗어나거나 내부적인 평형(F)을 유지하지 못하고 구성원자의 전위(Dislocation)나 손상(Crack)을 발생시키기도 한다.

​게다가 프린팅 작업 중 반복된 용융과 냉각 과정을 통해 누적된 변형과 증가된 응력 때문에 프린팅 이후 서포트를 제거하고 나면 파트를 지지하던 경계 조건과 구속이 없어지게 되어 2차 변형이 올 수 있다.

또한 빌드 시 적용된 프린터 레이저의 스캔 패스 타입이나 방향과 사용된 프린팅 재료 성분에 따른 복합적인 요인으로 인해 워크 하드닝(Work Hardening) 및 패티그(Fatigue)에 의한 3차 변형이 발생되기도 하는데, 이를 해결하기 위해 파트에 열처리 기술을 적용하여 인성을 부여하거나 열 풀림 처리를 하는 등 여러 가지 솔루션이 시도되고 있다.

하지만 어큐러시(Accuracy)가 높은 출력을 위해서는 앞의 문제들을 사전에 예측하거나 극복하는 것이 중요하다. 그렇지 않으면 원래 제품의 목적과는 상이한 결과를 얻을 수밖에 없어 이에 대한 대비책을 미리 고안하여야 한다.

​이러한 관점에서 보면 3D시스템즈에서 공급하는 ‘3DXpert’는 유일하게 출력 이후 출력물의 시뮬레이션 결과를 바탕으로 한 디자인 보정 작업과 검증된 여러 가지 가공 옵션을 제공하고 디지털 스캐닝 결과 대조 기능을 통하여 출력물의 허용 공차를 충족시킬 수 있는 솔루션 모듈을 내장하고 있다. 또한 서포트 제거 이후 특수 목적에 따라 열처리 조건(풀림, 불림) 이나 CAE 시뮬레이션 과정을 반영하여 결과를 예측해 볼 수 있다.

○ 출처 :  철강금속신문

http://www.snmnews.com/news/articleView.html?idxno=471926