3D 프린팅은 3D 컴퓨터 모델의 실제 복제본을 만드는 멋진 방법입니다. 집에서 할 수 있는 여러 가지 방법이 있습니다. 열가소성 수지를 사용한 FDM 인쇄와 감광성 수지를 사용한 MSLA 인쇄 모두 비교적 저렴하고 구입하기 쉽습니다. 고유한 이점을 제공할 수 있는 더 이국적인 3D 프린팅 방법이 있습니다. 불행히도, 이것들은 훨씬 더 비싸고 일반적으로 대부분의 사람들의 가정에 적합하지 않습니다. 이러한 기술 중 하나를 콜드 스프레이 금속 3D 프린팅이라고 합니다.
금속을 사용한 3D 프린팅의 대부분의 형태는 해당 금속을 녹이거나 소결하는 데 많은 열이 필요합니다. 이름의 "차가운"은 이 금속 3D 프린팅 방법이 매우 다르다는 것을 나타냅니다. 금속 분말은 가열되는 대신 초음속으로 가속됩니다. 타겟과 충돌하면 금속이 적절하게 결합되어 완전히 조밀한 부품을 생성할 수 있습니다.
필요한 정확한 속도는 금속에 따라 다르며 더 단단한 재료에는 마하 3 이상의 속도가 필요합니다. 가속은 압축 가스를 사용하여 달성됩니다. 가능한 경우 일반 공기가 사용됩니다. 그러나 더 빠른 속도를 위해서는 질소 또는 헬륨이 필요합니다.
혜택
이 3D 프린팅 기술은 다른 금속 프린팅 기술에 비해 다양한 이점을 제공합니다. 일반적으로 많은 열이 필요하므로 주변의 다른 부품에 부정적인 영향을 미칩니다. 수리가 더 많은 손상을 입히는 것을 방지하기 위해 잠재적으로 시간과 비용이 많이 드는 분해 및 재조립이 필요합니다. 콜드 스프레이 금속 프린팅은 열을 포함하지 않고 정확하게 타겟팅할 수 있으므로 주변 부품에 영향을 미치지 않습니다.
이를 통해 기계의 복잡한 부품을 현장에서 수리할 수 있습니다. 예를 들어, 미 공군은 전투 준비가 완료된 항공기의 날개 페어링 슬립 조인트를 수리하는 능력을 시연했습니다. 기존 방법은 부품을 제거하는 데 8주가 걸렸습니다. 부품을 제거하고 교체하는 데 50만 달러가 들 것입니다.
현장 수리를 허용하는 것 외에도 프로세스 자체가 다른 형태의 금속 3D 프린팅보다 최대 100배 빠르기 때문에 더 빠른 처리 시간이 가능합니다. 그것은 광범위한 금속과 함께 작동하며 한 번에 여러 금속으로 작업할 수도 있습니다. 이렇게 하면 부품이 한쪽 끝에서 고체 티타늄이 되고 다른 쪽 끝에서 고체 금을 만들기 전에 다양한 합금 조성을 통해 전환될 수 있습니다. 이것은 고도로 맞춤화 가능한 합금 특성을 허용합니다. 유해한 연기가 방출되지 않습니다. 모든 금속 분말은 낭비 없이 사용됩니다.
콜드 스프레이 금속 프린터는 현장 수리 또는 제조를 위해 트럭으로 운반할 수 있을 만큼 충분히 작습니다. 부품 내에 센서와 전자 장치를 내장하고 그 위에 인쇄하는 것도 가능합니다. 이것은 인쇄 프로세스의 영향으로부터 보호된다고 가정하지만.
제한 사항 및 단점
불행히도 전통적인 방법보다 저렴함에도 불구하고 가정에서 사용하기에는 여전히 저렴하지 않습니다. 제한된 수의 공급자 및 현재 시장(주로 방위, 일부 항공 우주 응용 프로그램 포함) 이것은 한동안 변하지 않을 것이라고 제안합니다. 인쇄된 부분은 인쇄를 매끄럽고 선명하게 하기 위해 어느 정도 후처리가 필요합니다. 또한 프로세스의 물리적 특성으로 인해 일부 지오메트리를 인쇄하는 것이 불가능합니다.
냉간 스프레이 금속 인쇄는 까다로운 환경에서 작동하는 동안 고유한 이점을 제공하는 고유한 프로세스입니다. 불행히도 기계의 초기 비용으로 인해 이 기술이 주류 사용에서 제외됩니다. 제한된 기하학은 또한 잠재적인 응용을 제한할 것입니다. 기술의 향후 개선은 이 문제를 무효화할 수 있습니다.
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