16평방미터의 항공기 부품을 한 번에 "인쇄"하는 방법은 무엇입니까?
2024-09-24
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무산소 밀봉 캐비티에서 4개의 노즐이 금속 분말을 방출하며, 이는 고온 레이저에 의해 즉시 녹습니다. 노즐의 cnc 움직임에 따라 금속 층이 축적되어 복잡한 건물을 만드는 데는 수십 시간밖에 걸리지 않습니다. 16평방미터의 면적으로 대형 티타늄 합금 부품을 효율적으로 형상화할 수 있습니다.
이것은 북항대학교 대형 금속 부품 적층 가공을 위한 국립 공정 연구소의 산업화 기지인 베이징 유딩 적층 제조 연구소 유한 회사(이하 "유딩 첨가제")의 워크샵에서 일어난 실제 장면입니다. . “금속 3d 프린팅 기술은 고성능 컴퓨터, 고정밀 레이저 헤드 세트 및 대규모 금속 부품 적층 제조 cnc 기계 플랫폼만을 사용하여 주요 산업의 대규모 및 복잡한 핵심 하중 지지 구조를 완성합니다. 항공기, 엔진, 가스터빈 등 장비 생산 속도가 빨라졌다”고 말했다.
금속 레이저 적층 제조 기술(일반적으로 금속 3d 프린팅 기술로 알려짐)의 핵심은 컴퓨터 제어 레이저를 사용하여 층별로 스캔하고, 동기적으로 이송된 합금 분말 또는 와이어를 녹이고, 3차원 복합 부품을 층별로 성장시키는 것입니다. 이를 통해 다양한 형태의 고품질 금속 부품을 생산합니다. 금속 3d 프린팅의 고온 용융 및 결정화 과정의 지능적 제어를 기반으로 "전통적인 주조 및 단조 기술은 가공 크기의 한계를 극복하기 어렵다", "대형 부품"과 같은 문제를 해결하는 새로운 방법이 있습니다. 복잡한 조성을 가진 금속재료는 균일한 조성과 질감을 확보하기 어렵다.
"대형 항공기 동체의 대형 티타늄 합금 내 하중 프레임을 예로 들어 보겠습니다. 가장 큰 부품의 외부 면적은 종종 10 평방 미터를 초과합니다. 전통적인 야금 주조 및 단조 기술을 사용하면 초대형 단조 기계에도 80,000톤의 압력을 직접적으로 가공할 수는 없습니다. 가공은 여러 개의 작은 부품으로 분할한 다음 가공 후 함께 접합하는 것만 가능합니다. 그러나 금속 3d 프린팅은 직접 적층 성형이 가능하므로 부품 수를 크게 줄이고 구조적 무게를 크게 줄일 수 있습니다. 강도, 특히 인성이 크게 향상되고, 재료 소모량과 가공 시간이 80% 단축됩니다."라고 담당자는 말했습니다.
실제로 금속 3d 프린팅 기술의 출현은 제조 기술의 혁신일 뿐만 아니라 전통적인 제조 개념의 전복이기도 합니다.
중국 공정원 원사이자 베이징 항공우주대학 교수이자 국립 대형 금속 부품 적층 제조 공정 연구소 소장인 왕화밍(wang huaming)은 레이저를 정밀하게 제어해 금속 분말의 각 층을 녹인다고 말했다. , 금속 3d 프린팅 기술은 재료의 미세 구조와 화학적 구성에 대한 상세한 지식을 정밀하게 제어합니다. 이 기술은 적용 시 보다 효율적이고 비용 효율적인 제조 공정을 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 분말을 직접 녹이고 가공함으로써 새로운 합금 제련 과정에서 성분이 균일하게 분포되는 전통적인 문제를 극복할 수 있습니다. 이는 대형 금속 부품의 내부 품질이 미세하고 치밀한 구조와 균일한 구성을 확보하고 성능을 질적으로 향상시킬 뿐만 아니라 레이저 용융 공정의 극도로 높은 온도와 결정화 조건을 활용하여 새로운 금속 구조를 개발합니다. 화학성분.
“전통적인 야금이 혼합되고 고르지 않은 재료의 냄비라면 3d 프린팅은 금속 제조를 위해 완전히 균일한 재료와 매우 조밀한 질감을 가진 균질한 슬러리를 얻을 수 있는 초고속 미세 정제와 같습니다. 점차적으로 공정 한계에 직면하고 있지만 점점 더 높은 성능 요구 사항을 갖고 있는 재료에 대해 3d 프린팅은 새로운 돌파구를 가져올 것으로 예상됩니다."라고 wang huaming은 말했습니다.
금속 3d 프린팅 기술의 성공적인 적용은 고급 제조 분야에서 우리나라의 독립적인 혁신 역량을 강화할 뿐만 아니라 신소재와 새로운 프로세스의 연구 개발에서 우리나라의 강점을 보여줍니다.
"산학연의 긴밀한 통합과 장기적인 노력을 통해 우리나라는 금속 3d 프린팅, 고성능 대형 핵심 부품의 엔지니어링 적용 등 핵심 핵심 기술을 돌파하는 데 세계 선두에 섰습니다. 더 중요한 것은 3d 프린팅이 주요 장비라는 것입니다. 새로운 금속 구조 재료와 고성능 대형 부품의 효율적이고 친환경적이며 저렴한 생산은 새로운 길을 열었으며 진정한 새로운 생산성입니다."라고 wang은 말했습니다. 화밍.
미래를 내다보면 3d 프린팅 기술은 여전히 성장 여지가 더 넓습니다. qianzhan industry research institute가 발표한 "2024년 중국 3d 프린팅 산업 파노라마"에 따르면 기존 시나리오에서 3d 프린팅 제품의 적용 규모가 더욱 확대되고 새로운 시나리오와 새로운 애플리케이션이 지속적으로 개발됨에 따라 중국의 3d 프린팅 산업은 향후 6년간 계속해서 성장할 것이라고 합니다. 3d 프린팅 산업의 규모는 계속해서 빠르게 성장할 것입니다. 중국 3d 프린팅 장비 시장 규모는 2024년부터 2029년까지 연평균 약 19.5% 성장해 2029년 1200억 위안을 넘어설 것으로 예상된다.
"3d 프린팅 기술 분야에서 중국의 리더십은 우연이 아닙니다." sdic chuanghe fund management co., ltd.의 차장이자 최고 투자 책임자인 dong chuan은 3d 프린팅 트랙과 투자 배경에 대해 이야기하면서 말했습니다. yuding additive는 3d 프린팅의 응용 반복을 위한 충분한 공간을 제공하는 중국의 심오한 제조 기반이며 새로운 기술이 실험실에서 산업으로 성공적으로 이동할 수 있습니다. 이 기술은 제품의 제조 효율성과 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조 산업의 변화와 업그레이드를 촉진하여 국가의 고급 장비 제조 산업에 강력한 지원을 제공합니다. (위안샤오강 기자)
출처 : 경제정보일보
