3D 프린팅 결함 동시 해결: 완벽한 금속 부품 제조의 새 시대 열기

Seoul위스콘신 대학교 매디슨 캠퍼스의 엔지니어들이 3D 프린팅된 금속 부품에서 흔히 발생하는 세 가지 문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 방법은 리안이 첸 부교수가 이끌며, 레이저 분말 적층 융합(LPBF) 기술을 사용하여 강력하고 신뢰할 수 있는 금속 부품을 제작하는 오랜 문제를 해결합니다.

이 연구는 항공우주, 의료, 에너지와 같은 다양한 산업에서 중요한 발전을 가져올 수 있습니다. 이들 분야에서는 높은 정밀도와 강도를 필요로 하는 부품이 요구되지만, 전통적인 3D 프린팅 기술에서는 문제가 발생할 수 있습니다. 주요 문제점들은 다음과 같습니다:

구조를 약화시키는 빈틈, 공기의 흐름과 잘맞지 않는 거친 표면, 그리고 재료의 일관성을 해치는 큰 튀김 자국.

연구팀은 nLight의 고리 모양의 레이저 빔을 활용하여 여러 문제를 함께 해결하는 방법을 발견했습니다. 이 특별한 빔은 Advanced Photon Source에서 실험을 진행하며 이 과정을 더욱 개선합니다. 그 모양 덕분에 재료 깊숙이 침투할 수 있어 안정성이 증가하고, 두꺼운 층을 추가하면서도 높은 품질을 유지할 수 있습니다.

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이 혁신은 기존의 문제를 해결하고 제조 효율성을 향상시키기 때문에 중요합니다. 연구진은 고속 X-선 영상, 이론적 분석 및 시뮬레이션을 통해 생산 과정을 개선했습니다. 이러한 이해를 통해 기업은 품질 높은 부품을 더 빠르게 생산할 수 있게 되며, 이는 중요 용도의 부품 생산 방식을 변화시킬 수 있습니다.

이 기술 발전은 복잡한 형상과 정밀한 디자인을 필요로 하는 산업에 중요합니다. 부품을 정확하게 제작할 수 있어 3D 프린팅의 신뢰도가 높아져 중요한 용도에 적용하기 더 적합해집니다. 이로 인해 더 많은 기업과 산업이 LPBF를 채택할 가능성이 있습니다.

국립과학재단과 위스콘신 앨럼나이 리서치 재단과 같은 기관들이 이 기술 발전을 지원하고 있습니다. 이러한 노력은 3D 프린팅 분야의 새로운 기준을 세울 수 있습니다. 연구자들과 기업들이 협력하면서 새로운 혁신이 일어날 가능성이 있으며, 이는 적층 제조에 대한 우리의 기대를 변화시킬 수 있습니다. 이러한 발전은 출력 품질을 향상시키고, 중요한 복잡한 제조 업무에서 3D 프린팅 사용에 대한 신뢰를 높입니다.