적층식 제조 산업은 지금까지 프린터 기술에 집중되어 있었습니다. 빠른 성장세와 기능적 발전 양상을 보이고 있는 금속 분말 진공이송 자동화는 대규모 사용자 그룹인 의료, 우주항공 및 자동차 분야에서 이 기술을 표준 공정으로 확립하는 데 필수적입니다. 파이아브(Piab)의 진공이송을 위한 분말 진공이송 솔루션은 반복적 테스트 및 검증된 시스템을 통해 기술 격차를 좁히고 있습니다.
2023년까지 연간 성장률(CAGR)이 25%에 달할 것으로 예상되고 있는 적층식 제조는 현재의 산업 구도에 큰 영향을 끼칠 기술이자 가장 빠르게 성장하고 있는 기술 중 하나입니다. 이 기술은 복잡한 부품의 설계 및 제조, 프로토타입 생산 및 소규모 시리즈 운영과 관련하여 사용자에게 분명한 이점을 제공하지만, 지금까지는 주로 실험실용 및 R&D용으로 발전되어 왔습니다. 그러나 이 기술의 완성도가 높아지면서 사용자의 기대치와 기술 수준도 같이 향상되어, 안전성, 공정의 신뢰도 및 품질에 대한 요구도 증가했습니다.
인쇄 기계를 중심으로 한 개발에는 총체적 접근 방식이 제대로 적용되지 않기 때문에, 주변 공정 단계와 기술에 대한 개발과 적용 방식은 최대한 전체 공정 흐름에 통합되어야 합니다. 금속 부품 생산 분야에서 특히 적층식 제조의 장기적인 성공에 기여하는 주요 공정은 금속 분말 진공이송과 관련되어 있습니다.
금속 분말 진공이송의 구체적인 요구 사항
금속 분말 진공이송은 작업자에게 유해하거나 폭발 가능성 및 고가 재료로서의 가치 때문에 특히 주의가 필요합니다.
직원들이 금속 분말에 노출되어 호흡 시 폐로 유입되는 경우 건강에 매우 심각한 위험이 됩니다. 또한 무거운 용기나 배럴 리프팅 취급 시 허리나 어깨에 심각한 상해를 입을 수도 있습니다.
금속 분말은 대기에서 폭발 가능성이 있으므로, 시설 보호를 위해 ATEX 요구 사항이 적용됩니다. 장비 내파의 위험을 최소화하려면 구조적 문제에 대해 더 많이 고려해야 합니다.
순수 금속 또는 합금은 고가의 재료이므로 교차 오염이나 분리를 방지하여 생산 중에 기존의 순도를 보장할 수 있도록 경제적이고 실용적으로 관리하기 위해서는 공정에서 미사용 재료를 회수하는 것이 중요합니다.
세 가지 문제 모두에 대한 해결 방안은 진공이송 기술을 기반으로 한 폐쇄 및 자동화 분말 진공이송 공정입니다. 이와 유사한 재료 관리 문제를 안고 있는 제약 및 화학 산업에서 이미 최적의 솔루션으로 검증된 기술입니다.
파이아브(Piab)의 진공 분체이송기는 자체 높이가 낮고 청소가 편할 뿐만 아니라, 소음이 적어 적층식 제조 산업의 ATEX 인증 요구 사항을 충족합니다. 격리식 및 밀폐 시스템은 재료 운송 중 분진의 확산을 최소화하여 유해한 분진에 대한 노출을 최소화함으로써, 파이아브(Piab)의 진공 기술을 금속 분말 이송에 이상적으로 만들어 줍니다. 또한 재료가 다른 입자에서 발생하는 불순물로 오염되지 않도록 막아 주기 때문에, 금속 분말 유닛의 구조가 유지되고 3D 프린팅 흡착물의 품질을 최적화합니다.
파이아브(Piab)는 광범위한 응용분야 엔지니어링 지식을 보유하고 있는 진공이송 분야의 글로벌 시장 선두 주자로서, 야심찬 적층식 제조 산업을 지원하고 다양한 순수 금속 및 합금 유형과 다양한 생산 설비에 맞는 프리미엄 piFLOW®p 진공분체이송기를 구현했습니다. 이는 프린터, 여과기 또는 호퍼를 충진하거나 프린터에서 금속 분말을 회수하는 데 효과적입니다.
프린터에 금속 분말 충진
이 단계에서는 순수 금속 또는 회수된 금속 분말이 여과기/금속 배럴 또는 호퍼에서 프린터로 이송됩니다. 파이아브(Piab)의 진공분체이송기는 배럴에서 바로 분말을 픽업하여 프린터에 공급할 수 있습니다. 이를 통해 생산성과 직원들의 작업 안전성을 높일 수 있습니다.
여과기 또는 호퍼에 금속 분말 충진
여과기 또는 호퍼에 순수 금속 또는 회수된 금속 분말을 공급하는 작업은 보통 수동으로 진행되는데, 이 작업은 작업자에 대한 의존도가 매우 높고 작업자가 금속과 무거운 물체를 들어올려야 하는 상황에 놓입니다. 또한 모든 금속 분말을 배럴/용기에서 픽업하는 일이 어렵기 때문에 고가의 재료가 손실되게 됩니다. 파이아브(Piab)의 piFLOW®p는 제조업체의 배럴/용기에서 직접 여과기 또는 호퍼에 효과적으로 공급할 수 있으며, 이를 통해 공정 자동화와 생산성 개선, 작업자 의존도 감소 효과뿐만 아니라, 더욱 안전하고 인체공학적인 작업 환경을 구축할 수 있습니다. 진공 분체이송기는 무게가 가벼워서 이동식 여과 솔루션에 통합할 수 있습ㅈ니다. 따라서 서로 다른 프린터에 동일한 진공 분체이송기와 여과기 솔루션을 사용할 수 있습니다.
금속 분말을 프린터에서 회수
금속 분말은 고가일 뿐만 아니라 유해하기도 해서 프린터에서 적절히 회수하는 일이 매우 중요합니다. 파이아브(Piab)의 piFLOW®p 진공 분체이송기는 밀폐 시스템을 통해 프린터에서 여과기 또는 배럴로 금속 분말을 이송할 수 있으며 생산성을 높여 줄 뿐만 아니라 작업자의 안전도 보장합니다.
금속 분말 이송에 대한 주요 고려 사항
적층식 제조에서의 금속 분말 이송에는 고밀도 벌크부터 시작해 여러 가지 문제가 발생합니다. 금속 분말은 그 무게가 많게는 리터당 8kg(kg / l)까지 나갈 수 있지만 제약 또는 식품 분야에 사용되는 분말은 일반적으로 0.8~1.2kg / l 정도입니다. 따라서 금속 분말의 이동을 지속하려면 훨씬 더 강력한 진공 시스템이 필요합니다. 이와 동시에, 생산 공정에 최대한 소량만 사용해야 합니다. 일반적으로 시간당 100kg 이하, 즉 이송 부피로는 12.5리터 정도입니다.
시스템의 고밀도 벌크와 대형 필터 때문에, 그리고 작업자의 안전 및 현장 보호를 위해 추가 배기 필터가 필요하므로, 필요한 흡입력을 얻기 위해서는 대형 진공 펌프가 필요합니다. 3D 프린팅 공정에서는, 생산 시간은 상대적으로 길지만 유효 운반 시간이 짧습니다. 공회전 상태에서 진공펌프가 자동으로 차단되기 때문에 piFLOW®p 진공컨베이어는 특히 공회전 상태에서 계속 작동해야 하는 기계식 펌프와 비교했을 때 매우 에너지 효율적입니다. 따라서, 자동 이송 및 충진에 대한 에너지 비용을 낮게 유지할 수 있습니다. 기계식 펌프와는 달리, 압축공기에 의해 생성된 진공은 3D 프린팅 공정에 열을 가하지 않습니다.
파이아브(Piab)의 진공분체이송시스템은 좁은 공간에 적합하도록 높이가 낮아서 전반적인 3D 프린팅 제품 또는 이동식 여과 솔루션에 내장 및 통합 가능한 매력적인 솔루션입니다. 또한 무게가 가벼워서 다양한 프린터에 동일한 분체이송기와 여과기 솔루션을 사용할 수 있습니다. piFLOW®p는 원뿔형 모양으로 강하고 튼튼해서 내폭의 위험이 없습니다.
적층식 제조 산업용 진공 분체이송기는 매우 까다로운 상황에 견딜 수 있어야 하고, 청소가 용이하고 내재 강도가 높아야 합니다. 이를 위하여 piFLOW®p는 관련 업계가 선호하는 소재인 스테인리스 스틸로 제작되었습니다.
권장 진공 분체이송기 구성
적층식 제조 산업에서 가장 흥미를 일으키는 분체이송 설정을 식별하기 위해, 파이아브(Piab)는 다양한 일반적 적층식 제조 재료, 특히 스테인리스 스틸과 알루미늄 분말로 반복적 테스트를 수행했습니다. 테스트의 근거로 분말을 담은 배럴이나 용기를 프린팅이 이루어지는 곳과는 다른 곳에 저장한다고 가정합니다. 따라서 200~500kg 사이의 양은 최대 50미터의 거리와 최대 8미터의 높이 차이를 얻을 수 있습니다.
권장하는 내부 테스트 및 설계를 기반으로, 파이아브(Piab)는 적층식 제조 산업에 대해 다음과 같은 진공 분체이송기 구성을 권장합니다.
- piFLOW®p 3리터(200 펌프, PLR02 필터 및 이송 라인 32mm 포함)
- piFLOW®p 3리터(400 펌프, PLR04 필터 및 이송 라인 32mm 또는 38mm 포함)
선택한 장비에 따라, 600~1000kg/h 사이 및 그 이상의 양은 10미터의 거리와 최대 8미터의 높이를 기준으로 할 때 위에서 언급한 설정으로 손쉽게 이송할 수 있습니다. 이보다 더 많은 양은 위 장비 사용 시 더 짧은 거리로 이송할 수 있고, 아니면 파이아브(Piab)의 전문가가 각각의 요구 사항을 충족하는 맞춤형 솔루션을 구성할 수 있습니다.
공급 노즐 및 어댑터와 수신기 장착을 위한 모듈 등 추가 액세서리는 물론, 불활성 가스 응용분야와 소형 스타일 분체이송기용 맞춤형 솔루션도 사용할 수 있습니다.
파이아브(Piab)는 전 세계 다양한 테스트 실험실에서 고객이 실제 사용하는 금속 분말로 분체이송 테스트를 제공합니다.
