AM 대안에 대한 주장: 오래된 것이 다시 새로운 것입니다

2018년 거대 항공우주 기업인 록히드 마틴(Lockheed Martin Corp.)은 전통적으로 제조된 관형 튜브에 용접된 두 개의 3D 프린팅 돔 모양 엔드 캡으로 구성된 직경 46인치(1.16m)의 고압 연료 탱크를 완성했다고 발표하면서 뉴스를 만들었습니다. 모두 티타늄으로 제작된 용기 돔을 프린팅하기로 한 결정으로 배송 시간이 2년에서 단 3개월로 단축된 것으로 알려졌습니다.

록히드는 혼자가 아닙니다. Launcher Inc.는 정기적으로 탱크, 연소실 및 기타 로켓 구성 요소를 인쇄하며 일부는 독점 구리, 크롬 및 지르코늄 합금으로 제작됩니다. SpaceX 3D는 Raptor 엔진을 위해 유사한 까다로운 재료로 부품을 인쇄하고, NASA, Rocket Lab, Orbex 및 Ursa Major는 금속 적층 가공(AM)을 사용하여 노즈콘부터 엔진 노즐까지 모든 것을 생산합니다. 올해 3월, Relativity Space는 최초로 완전히 3D 프린팅된 로켓을 우주로 보내 이 모든 것을 한 단계 더 발전시켰습니다.

모두 제조 비용 절감, 부품 수 감소, 신속한 반복 능력을 AM 도입 결정의 주요 동인으로 꼽았습니다. 미국이 최초의 우주왕복선을 발사했을 당시에는 이 기술이 존재하지 않았으며, 마지막 임무에서 막 주류가 되고 있었습니다.

무엇보다도 항공우주 산업이 메탈 AM에 대해 큰 관심을 갖고 있는 것 같습니다. 그리고 그럴 만한 이유가 있습니다. 최소한의 툴링 투자와 거의 무제한적인 설계 자유를 통해 제조 업계에 새롭게 등장한 이 신기술은 가공, 주조, 금속 사출 성형과 같은 기존 프로세스에 대한 강력하고 유연한 대안임이 입증되었습니다.

하지만 이 마을의 유일한 제조 게임은 아닙니다. 그것과는 거리가 멀다. 실제로 록히드 마틴이 훨씬 더 성숙한 다른 프로세스를 사용했다면 부품은 3D 프린팅으로 얻은 것보다 더 나은 야금학적 특성을 자랑했을 것이며 최종 조립에는 용접 조인트가 하나 덜 필요했을 것입니다. 이 대체 접근 방식을 사용하면 약간의 툴링 비용이 발생하고 프로세스 개발에 소요되는 리드 타임이 길어지지만 두 가지 모두 최소화됩니다.

이 기적의 과정은 무엇입니까? 어떤 사람들은 그것을 수천 년 전에 고대 이집트인들이 사용했던 금속 가공 기술인 "회전"으로 알고 있을지도 모릅니다. 그 당시에는 회전하는 나무 맨드릴 위에 금속 디스크를 놓고 "패들"이나 이와 유사한 무딘 도구를 사용하여 압력을 가하여 작업물이 점차적으로 맨드릴 모양을 갖도록 했습니다. 그 결과, 적어도 그 시절에는 강하고 일관되게 형성된 그릇, 꽃병 및 장식품이 탄생했습니다.

제조의 다른 모든 공정과 마찬가지로 고급 회전 공정도 이제 컴퓨터로 제어되는 장비에서 수행되지만 이러한 기본 공정은 여전히 ​​사용되고 있습니다. 맨드릴은 여전히 ​​많은 경우에 사용되지만 이제는 CNC 선반에서 가공된 강철로 만들어집니다. 일련의 강화된 강철 롤러를 사용하여 매우 복잡한 형상의 내부 및 외부 표면을 추적함으로써 굴대를 제거하는 것도 가능합니다. 이는 손가락과 물레를 사용하여 점토 덩어리를 아름다운 꽃병으로 만드는 것과 다르지 않습니다.

정밀한 열 적용, 전자력 모니터링 및 고급 CAM 소프트웨어와 결합하면 현재 매우 성숙하고 예측 가능성이 높은 금속 가공 기술을 보다 정확하게 표현하는 것은 간단히 말해 회전 또는 스핀 성형이라고도 불리는 유동 성형입니다.

많은 맛이 존재합니다. 원뿔형 흐름 형성, 전단 형성, 전단 회전, 튜브 흐름 형성, 단조 흐름 형성 - 이는 판금 디스크, 화염 절단 플레이트 또는 단조 블랭크를 "유동"시키는 데 사용되는 기술을 구별하는 데 사용되는 용어 중 일부입니다. 직경이 1인치 정도에서 각 방향으로 수 야드에 이르는 원통형의 속이 빈 일반적으로 벽이 얇은 물체로, 치수 정확도가 높고 표면 품질이 뛰어나며 기계적 특성이 견고합니다.

많은 기술과 이름이 있지만 지금은 이를 모두 "고급 금속 성형"이라는 포괄적인 용어로 통칭하겠습니다. 이는 다양한 재료로 모든 종류의 튜브, 콘, 라이너, 실린더 등(대부분 한쪽 끝이 닫혀 있음)을 생산하는 데 사용되는 칩이 없고 빠른 공정으로, 각 재료는 설명된 속성을 자랑하며 신속하고 배송됩니다. 비용 효율적으로.