안녕하세요. 3D프린팅·CNC·다양한 소재 전문 플랫폼 기업 아이컨택입니다.
금속 3D프린팅 부품 아래에는 왜 받침대를 함께 출력할까? 돌출부를 받치고 출력 중 부품을 안정적으로 유지하기 위해서다. 이 받침대인 서포트를 줄이면 출력할 구조와 나중에 떼어낼 구조가 함께 줄어든다.
차이는 서포트가 붙는 위치에 따라 커진다. 특히 부품 안쪽에 생겨 손이 닿기 어려운 서포트라면, 출력 시간뿐 아니라 제거 작업까지 살펴봐야 한다.
EOS GmbH의 기술 자료를 바탕으로 서포트가 맡는 일과 줄였을 때 달라지는 제작 과정을 살펴본다.
AI 개념 이미지: 금속 3D프린팅 부품의 돌출부와 내부 서포트 위치를 보여준다. 실제 장비나 제품을 촬영한 사진은 아니다.
1. 금속 3D프린팅 서포트는 무엇을 받치나
서포트는 출력 중인 부품 아래에 만드는 작은 받침대다. 금속 분말의 일부로 이 받침대를 층층이 쌓아 밖으로 뻗은 부분을 지탱한다. 돌출부나 관통 구멍 주변은 출력이 진행되면서 스스로 고정되기 어려워 서포트가 필요한 경우가 많다.
금속 분말을 한 겹 펴고 필요한 자리를 레이저로 녹인 다음, 다시 분말을 펴는 과정을 반복해 형상을 만든다. 완성품에서는 이어져 보이는 부분도 출력 도중에는 한쪽 끝만 아래층과 연결된 상태일 수 있다. 서포트가 필요한지 판단할 때는 완성된 모양뿐 아니라 각 층이 쌓이는 순서도 봐야 한다.
받치는 일만 하는 것은 아니다. EOS에 따르면 서포트는 열에 따른 변형을 막고 녹은 재료의 열이 빠져나가도록 돕는다. 새 분말을 펴는 리코터 날이 부품에 부딪혀 형상을 흐트러뜨리는 일도 막는다.
열응력은 재료가 가열되고 식으면서 팽창·수축할 때 내부에 생기는 힘이다. 리코터는 다음 층을 만들기 위해 분말을 고르게 펴는 장치다.
부품을 바닥의 빌드 플레이트에 붙여 출력 중 안정적으로 유지하는 역할도 한다.
‘서포트 없는 출력’은 지지 구조물에 의존하지 않고 부품을 만드는 방식이다. 완전히 없애지 않더라도 서포트의 크기나 수를 줄이면 쓰는 재료가 줄어든다.
2. 서포트가 출력과 후처리에 더하는 일
서포트도 부품처럼 매 층 출력한다. 레이저가 받침대까지 계속 만들어야 하므로 출력 시간이 길어지고 에너지 사용량도 늘어 제작 비용에 영향을 준다.
출력이 끝나도 일이 남는다. 부품에 붙은 서포트를 떼어내고 주변과 표면이 맞도록 마무리해야 한다. 떼어낸 서포트는 폐기물로 처리된다.
서포트가 크거나 많을수록 마무리 작업은 길고 복잡해진다. 반대로 크기와 수를 줄이면 레이저가 출력할 받침대와 후처리에서 손댈 부분이 함께 줄어든다.
부품 안쪽처럼 손이 닿지 않는 위치는 더 까다롭다. 제거할 수 없는 서포트가 남으면 부품 무게가 늘고 성능에도 영향을 줄 수 있다.
3. 금속 3D프린팅의 돌출 각도는 어디까지 낮아졌나
빌드 플랫폼에서 완만하게 뻗는 부분은 아래에서 받쳐야 할 가능성이 커진다. EOS는 일반적인 기준으로 플랫폼에 대한 돌출 각도가 45도보다 낮으면 서포트가 필요한 경향이 있다고 설명한다.
EOS는 소프트웨어와 출력 공정 변수를 조정한 패키지로 더 낮은 각도의 돌출부와 브리지를 출력할 수 있다고 설명한다. 브리지는 두 지점 사이를 가로질러 이어지는 부분이다.
EOS에 따르면 자사의 표준 공정에서는 전문 컨설턴트 없이 각도 한계를 20도까지 낮출 수 있다. 이는 EOS가 제시한 적용 범위다.
별도의 슈라우드 임펠러 프로젝트에서 EOS는 돌출 각도 10도인 부분도 서포트 없이 출력했다고 소개한다. 임펠러는 유체를 움직이는 회전 부품이다. 이 프로젝트의 결과는 앞서 말한 표준 공정 수치와 구분해서 읽어야 한다.
4. 슈라우드 임펠러에서 달라진 후처리와 비용
EOS가 소개한 슈라우드 임펠러 프로젝트에서는 내부 서포트를 완전히 없앴다. 부품 안쪽에서 떼어내기 어려운 받침대가 사라지면서 후처리도 한결 간단해졌다고 EOS는 설명한다.
EOS는 이 임펠러에서 서포트의 크기와 수를 줄여 전체 생산비가 35% 감소했다고 밝혔다. 이는 해당 프로젝트의 결과다.
5. 아이컨택의 시선: 내부 서포트부터 살펴본다
슈라우드 임펠러처럼 안쪽 받침대에 손이 닿기 어려운 부품을 설계한다면, 아이컨택은 출력 가능한 돌출 각도와 함께 내부 서포트가 생기는 위치를 초기에 살펴볼 만하다고 본다.
서포트를 줄일 가치가 큰지는 양만으로 판단하기 어렵다.
출처
[1] EOS GmbH, 서포트 없는 금속 3D프린팅의 현실과 이점, 2022-10-10
안녕하세요. 3D프린팅·CNC·다양한 소재 전문 플랫폼 기업 아이컨택입니다.
금속 3D프린팅 부품 아래에는 왜 받침대를 함께 출력할까? 돌출부를 받치고 출력 중 부품을 안정적으로 유지하기 위해서다. 이 받침대인 서포트를 줄이면 출력할 구조와 나중에 떼어낼 구조가 함께 줄어든다.
차이는 서포트가 붙는 위치에 따라 커진다. 특히 부품 안쪽에 생겨 손이 닿기 어려운 서포트라면, 출력 시간뿐 아니라 제거 작업까지 살펴봐야 한다.
EOS GmbH의 기술 자료를 바탕으로 서포트가 맡는 일과 줄였을 때 달라지는 제작 과정을 살펴본다.
AI 개념 이미지: 금속 3D프린팅 부품의 돌출부와 내부 서포트 위치를 보여준다. 실제 장비나 제품을 촬영한 사진은 아니다.
1. 금속 3D프린팅 서포트는 무엇을 받치나
서포트는 출력 중인 부품 아래에 만드는 작은 받침대다. 금속 분말의 일부로 이 받침대를 층층이 쌓아 밖으로 뻗은 부분을 지탱한다. 돌출부나 관통 구멍 주변은 출력이 진행되면서 스스로 고정되기 어려워 서포트가 필요한 경우가 많다.
금속 분말을 한 겹 펴고 필요한 자리를 레이저로 녹인 다음, 다시 분말을 펴는 과정을 반복해 형상을 만든다. 완성품에서는 이어져 보이는 부분도 출력 도중에는 한쪽 끝만 아래층과 연결된 상태일 수 있다. 서포트가 필요한지 판단할 때는 완성된 모양뿐 아니라 각 층이 쌓이는 순서도 봐야 한다.
받치는 일만 하는 것은 아니다. EOS에 따르면 서포트는 열에 따른 변형을 막고 녹은 재료의 열이 빠져나가도록 돕는다. 새 분말을 펴는 리코터 날이 부품에 부딪혀 형상을 흐트러뜨리는 일도 막는다.
열응력은 재료가 가열되고 식으면서 팽창·수축할 때 내부에 생기는 힘이다. 리코터는 다음 층을 만들기 위해 분말을 고르게 펴는 장치다.
부품을 바닥의 빌드 플레이트에 붙여 출력 중 안정적으로 유지하는 역할도 한다.
‘서포트 없는 출력’은 지지 구조물에 의존하지 않고 부품을 만드는 방식이다. 완전히 없애지 않더라도 서포트의 크기나 수를 줄이면 쓰는 재료가 줄어든다.
2. 서포트가 출력과 후처리에 더하는 일
서포트도 부품처럼 매 층 출력한다. 레이저가 받침대까지 계속 만들어야 하므로 출력 시간이 길어지고 에너지 사용량도 늘어 제작 비용에 영향을 준다.
출력이 끝나도 일이 남는다. 부품에 붙은 서포트를 떼어내고 주변과 표면이 맞도록 마무리해야 한다. 떼어낸 서포트는 폐기물로 처리된다.
서포트가 크거나 많을수록 마무리 작업은 길고 복잡해진다. 반대로 크기와 수를 줄이면 레이저가 출력할 받침대와 후처리에서 손댈 부분이 함께 줄어든다.
부품 안쪽처럼 손이 닿지 않는 위치는 더 까다롭다. 제거할 수 없는 서포트가 남으면 부품 무게가 늘고 성능에도 영향을 줄 수 있다.
3. 금속 3D프린팅의 돌출 각도는 어디까지 낮아졌나
빌드 플랫폼에서 완만하게 뻗는 부분은 아래에서 받쳐야 할 가능성이 커진다. EOS는 일반적인 기준으로 플랫폼에 대한 돌출 각도가 45도보다 낮으면 서포트가 필요한 경향이 있다고 설명한다.
EOS는 소프트웨어와 출력 공정 변수를 조정한 패키지로 더 낮은 각도의 돌출부와 브리지를 출력할 수 있다고 설명한다. 브리지는 두 지점 사이를 가로질러 이어지는 부분이다.
EOS에 따르면 자사의 표준 공정에서는 전문 컨설턴트 없이 각도 한계를 20도까지 낮출 수 있다. 이는 EOS가 제시한 적용 범위다.
별도의 슈라우드 임펠러 프로젝트에서 EOS는 돌출 각도 10도인 부분도 서포트 없이 출력했다고 소개한다. 임펠러는 유체를 움직이는 회전 부품이다. 이 프로젝트의 결과는 앞서 말한 표준 공정 수치와 구분해서 읽어야 한다.
4. 슈라우드 임펠러에서 달라진 후처리와 비용
EOS가 소개한 슈라우드 임펠러 프로젝트에서는 내부 서포트를 완전히 없앴다. 부품 안쪽에서 떼어내기 어려운 받침대가 사라지면서 후처리도 한결 간단해졌다고 EOS는 설명한다.
EOS는 이 임펠러에서 서포트의 크기와 수를 줄여 전체 생산비가 35% 감소했다고 밝혔다. 이는 해당 프로젝트의 결과다.
5. 아이컨택의 시선: 내부 서포트부터 살펴본다
슈라우드 임펠러처럼 안쪽 받침대에 손이 닿기 어려운 부품을 설계한다면, 아이컨택은 출력 가능한 돌출 각도와 함께 내부 서포트가 생기는 위치를 초기에 살펴볼 만하다고 본다.
서포트를 줄일 가치가 큰지는 양만으로 판단하기 어렵다.
출처
[1] EOS GmbH, 서포트 없는 금속 3D프린팅의 현실과 이점, 2022-10-10