후처리는 적층 제조와 3D 프린팅을 분리합니다.

Oak Ridge National Lab의 3D 프린팅된 Shelby Cobra는 탄소 섬유 강화 본체의 표면이 콘크리트 질감을 갖고 있기 때문에 마감이 어려운 것으로 입증되었습니다. ORNL

적층 가공이 3D 프린팅과 다른 점은 프린팅 외에 수행되는 모든 공정입니다. AM은 적층용으로 특별히 부품을 설계하는 것부터 시작해 프로그래밍하고 프로세스를 최적화하고 부품을 프린팅하고 마지막으로 후처리를 수행합니다.

연속 생산 방식으로 완성된 부품을 뱉어내는 3D 프린터에 대한 약속은 비현실적입니다. 예를 들어, 간단한 플라스틱 부품에는 지지대 제거와 같은 후처리 단계가 필요할 수 있으며 샌딩, 광택 처리, 증기 평활화, 기계 가공, 충전, 도색, 밀봉, 염색 및 조립이 필요할 수 있습니다.

AM 마켓플레이스에서는 잡샵을 서비스 뷰로(Service Bureau)라고 합니다. 고객의 컨셉을 현실로 만들기 위해서는 다양한 서비스를 제공해야 하기 때문입니다. 마찬가지로 기업이 3D 프린터를 구매할 때 일반적으로 단순히 부품을 인쇄하는 것 이상의 것을 추구합니다. 그들은 AM을 원합니다.

기대에 부응하는 부품을 프린팅하려면 회사 직원이 후처리를 포함하여 서비스국 스타일의 전문 지식을 적용해야 합니다.

독특한 도전

각 적층 공정에는 고유한 과제가 있습니다. 예를 들어 대규모 폴리머 부품은 일반적으로 상당한 마무리 작업이 필요합니다. 이 제품은 뜨겁고 녹은 플라스틱 층을 압출하고 쌓아서 만들어집니다.

플라스틱이 냉각되면 약 0.5% 정도 수축됩니다. 이는 사소해 보일 수 있지만 20피트 길이 부품의 경우 약 1인치에 해당하므로 상당히 부정확합니다.

툴링은 대규모 AM의 주요 응용 분야 중 하나입니다. 프린터에서 나온 부품의 질감은 코듀로이와 비슷합니다. 인쇄하고 식힌 후 가공해야 합니다. 가공은 인쇄보다 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다.

프로토타입 자동차나 전시품에는 클래스 A 마감이 적용됩니다. Oak Ridge National Laboratory는 상징적인 경주용 자동차의 50주년을 기념하기 위해 Shelby Cobra의 복제품을 3D 프린팅한 것으로 유명합니다. 후처리 전 차량의 모습은 멋있어 보였지만 표면이 거칠었습니다. Tru-Design LLC의 마감 전문가의 도움으로 이러한 대규모 적층 부품을 마감하는 프로세스가 개발되었습니다.

탄소섬유 강화 소재의 표면이 콘크리트와 유사해 샌딩 작업이 어려웠다. 샌딩과 프라이밍에 대한 첫 번째 시도는 효과가 있었지만 장기적인 해결책은 아니었습니다. 최상의 결과는 샌딩과 페인팅을 허용하고 쇼카 마감을 제공하는 독점 스프레이 온 필러를 적용한 결과였습니다.

와이어 EDM은 3D 프린팅된 금속 부품을 베이스플레이트에서 분리하기 위한 후처리에 자주 사용됩니다. Protolabs는 이 부품을 인쇄했는데, EDM Tech Center는 SSG WEDM을 사용하여 56분 만에 베이스플레이트에서 제거한 것으로 알려졌습니다. (주)이디엠테크센터

금속 차이

3D 프린팅 금속 부품은 플라스틱 프린팅과는 완전히 다른 이야기입니다. 용융된 플라스틱을 압출하는 플라스틱 부품 프린팅에 널리 사용되는 공정인 FFF(용융 필라멘트 제조)를 사용하여 금속 부품을 생산할 수도 있습니다. 금속 FFF 부품에는 상당한 후처리가 필요합니다.

금속 FFF에서 원료는 금속 분말이 많이 함유된 플라스틱 또는 왁스 바인더가 포함된 필라멘트로 구성됩니다. 인쇄 후에는 바인더를 제거해야 합니다. 탈지 공정은 열이나 산성욕을 통해 수행할 수 있습니다.

탈지 후 부품은 소결됩니다. 이 단계에서는 상당한 수축이 발생합니다. 좋은 소식은 수축을 예측할 수 있어 비교적 정확한 부품을 프린팅할 수 있다는 것입니다.

금속 인쇄의 또 다른 프로세스는 바인더 분사입니다. FFF와 유사한 후처리 요구 사항이 있습니다. 바인더 분사에는 프린터 헤드가 부품 디자인에 따라 패턴으로 바인더를 선택적으로 분사하는 금속 분말 층을 펼치는 작업이 포함됩니다. 그런 다음 바인더가 경화되고 또 다른 금속 분말 층이 펼쳐집니다.

부품이 완성되면 부품 주변의 분말을 제거해야 합니다. 이 과정을 분말 제거(또는 디케이킹)라고 합니다. 그런 다음 소결되어 바인더도 제거됩니다. 마지막으로 부품을 가공하고 광택 처리합니다.