EXPERT INSIGHT
Metal AM 아카데미에서 얻을 수 있는 5가지 시사점
나는 머티리얼라이즈에 최근 합류한 작가로서, 3D프린팅에 대한 사전 지식이 부족하여 Metal AM 아카데미에 관심을 갖게 되었다. 열처리, 멜트풀(melt pool) 등 Metal 3D Printing의 구체적인 프로세스나, 작업 방식에 대해 더 많은 것을 알고 싶었다. 그래서 Metal AM 아카데미(이하 마스터클래스)가 참가자들에게 어떤 도움을 주는지 직접 알아보기 위하여 다양한 배경을 가진 참가자들과 함께 세션에 참여하기로 했다.
나는 참가자들을 통해 금속 프린팅과 같은 복잡한 기술은 작업하기 쉽지 않으며, 재료, 머신, 그리고 공정을 잘 이해하여 프린팅에 성공하기까지 약 2년 정도 걸린다는 것을 알게 되었다. 이틀 간의 교육 과정에는 참가자들이 3개월의 학습기간, 빌드 충돌, 비용 그리고 시행착오 등을 줄일 수 있도록 도움을 주는 내용들이 잘 짜여 있었다. 아래에 우리가 Metal AM 아카데미(마스터클래스) 에서 배운 5가지 시사점을 소개한다.
1. 멜트 풀(Melt pool) 영향인자에 따른 공정 이해하기
금속 빌드에 영향을 미치는 요인은 무수히 많지만, 그 중 멜트풀에 많은 영향을 받는다. 이상적인 파트 품질과 특성을 얻기 위해서는,적절한 프린팅 환경에 도달할 때까지 이러한 요소들에 대해 반드시 여러 번의 테스트를 거쳐야 한다.
이 주제에서 중요했던 포인트는, 공정 과정에서 각각의 파라미터가 대량의 재료 특성 및 공정 정확도에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 이해하는 것이었다. 일부의 레이저 세기과 스캔 속도의 조합은 여러가지 제조 결함을 유발할 수 있으며, 그 결함을 분석하여 공정에서 예상되는 생산성, 파트 품질 또는 일관성에 따라 최적의 파라미터를 파악할 수 있다. 다양한 세기과 속도 조합을 테스트하여 금속 적층제조 팀은 완벽한 조합을 발견할 수 있으며, 정확한 특성, 디테일 그리고 빠른 제작 속도를 얻을 수 있을 것이다.
2. 오리엔테이션 및 서포트 생성 모범 사례
서포트 생성은 금속 3D프린팅의 재료, 시간, 후처리 등에 영향을 주기 때문에 비용적인 측면에서 큰 영향을 미친다. 서포트는 다양한 영역의 설계 디자인에 적용해야하나, 이것의 모양과 특성은 안전한 빌드 설정을 유지하면서 가능한 한 적은 양의 재료가 사용되어야 한다. 머티리얼라이즈의 소프트웨어는 공정을 자동화하고 검증을 가능하게 해 주는 최적의 소프트웨어이나, 사용자는 여전히 이 절차에 대한 최적 포지셔닝, 주요 파라미터 등에 대해 알아야 할 필요가 있다.
서포트 생성과 유사하게, 파트를 적절히 포지셔닝하는 것은 복잡한 작업이지만 올바른 결과를 얻어낸다면 시간과 비용을 절약할 수 있다. 장비 파라미터에 따른 최적의 위치 파악하고결과적으로 성공적인 빌드를 얻는 것은 금속 3D 프린팅 공정에서 아주 중요한 단계이다.
3. 파우더 특성 및 재활용 가능여부에 대하여
3D 프린팅이 가능한 재료의 종류는 다양하다. 알루미늄에서 스테인리스에 이르기까지, 사용자는 다양한 파우더를 적절히 사용하고 관리하는 방법을 알아야한다. 사용자는 어떤 재료가 가장 적합한지 결정해야 하며, 자신이 사용하고 있는 파우더가 3D 프린팅에 적합한지 숙지해야 한다. 강사는 머티리얼라이즈에서의 경험을 바탕으로 재료와 그 특성, 분말 사용시 유의 사항, 취급방법과 및 재활용에 대한 수업을 진행했으며, 참가자는 이 교육을 통해 금속 분말 선택과 관리에 중요한 기본지식들을 얻을 수 있었다.
이 주제의 또다른 포인트는 금속 3D 프린팅 재료에 대한 안전 사항이었다. 미숙한 파우더 사용은 근로자들의 건강 문제, 화재 그리고 심지어 폭발로까지 이어질 수 있다. 이처럼 섬세한 재료를 사용하기 위하여 금속 프린팅을 하기 전에 기업은 유의사항과, 안전한 작업 환경 보장을 정확하게 숙지해야 한다.
“Metal AM 아카데미(마스터클래스)는 금속 3D 프린팅의 A부터 Z까지 전체적인 흐름을 배우고 싶은 사람들에게 매우 도움이 되었습니다. 내가 여기서 배운 것이 앞으로의 향후 업무에 지속적으로 도움이 될 것이라고 생각합니다.”
— 황석민 연구원, Winforsys
4. 금속 3D 프린팅의 기초 지식을 쌓다
마스터클래스를 통해 참가자들은 적층제조 공정 뒤의 이론적 뼈대와 머티리얼라이즈의 전문지식 조합에 기초한 일련의 지식을 습득했다. 이러한 내용들과 노하우는 금속 적층제조의 다양한 측면을 공유하여, 참가자들이 머티리얼라이즈의 방법을 이해하고 영감을 얻을 수 있도록 한다.이러한 구조화된 접근 방식으로 참석자들은 더 많은 지식을 더 짧은 시간 안에 쌓아나갈 수 있으며, 빌드 실패확률과 메탈 3D 프린팅에 대한 학습곡선을 크게 줄일 수 있다.
“머티리얼라이즈의 Metal AM 아카데미(마스터클래스)는 Metal AM을 성공적으로 활용하기 위해 필요한 기초 지식과 경험을 제공해 주었습니다.”
— 한정민 선임연구원 ,두산중공업
5. Factory 에서 Metal 3D 프린팅을 구현하는 방법
이론적인 정보도 중요하지만, 금속 3D 프린팅이 어떻게 작동하는지 직접 보는 것도 정말 가치 있는 일이다. 내가 참가했던 본사에서 진행된 마스터클래스에서는, 직접 머티리얼라이즈의 3D 프린팅 시설을 둘러보고 마스터클래스의 학습 내용을 3D 프린팅 Factory의 환경에 어떻게 적용할 수 있는지 쉽게 살펴볼 수 있었다. 금속 3D 프린팅 전문가의 주도하에 참석자들은 프로세스의 각 단계를 살펴보고 머신, 절차 등에 관한 질문이나 우려 사항에 대한 답변을 받을 수 있는 기회를 가졌다.
“금속 3D 프린팅과 관련된 파라미터 설정, 부품 위치 지정, 레이저 방향 등 몇 가지 확실치 않은 부분이 있었습니다. 하지만 마스터클래스에 참가하여 이런 부분에 대해 확실하게 이해할 수 있었고, 제작 계획 뿐 아니라 파트 제작에도 도움이 되었습니다.”
— 이해민 주임연구원, KAMI
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