안에 통로가 있는 부품이 있습니다. 유체가 흐르는 채널, 공기가 지나는 관, 냉각수가 도는 길입니다.
겉은 단순해 보여도 안은 갈라지고 합쳐지고 꺾입니다. 이 부품은 깎아서 만들기가 매우 어렵습니다.
절삭이 안 되는 이유
절삭 공구는 바깥에서 안으로 들어갑니다. 직선 구멍은 뚫을 수 있습니다. 그런데 안에서 갈라지거나 꺾이는 통로는 공구가 닿지 못합니다.
| 내부 형상 | 절삭으로 되는가 |
|---|---|
| 직선 관통 구멍 | 됩니다 |
| L자로 꺾이는 채널 | 양쪽에서 뚫어 합칩니다. 이음매가 생깁니다 |
| T자로 갈라지는 유로 | 나눠 깎아 접합해야 합니다 |
| 곡선으로 도는 냉각 채널 | 절삭으로는 불가능합니다 |
결국 나눠 깎아 붙이는 방법을 씁니다. 두 조각을 깎아 볼트로 조이거나 용접합니다. 이음새에서 샐 수 있고, 부품 수가 늘어나고, 공정이 길어집니다.
분말 방식은 다릅니다
SLS와 MJF는 분말 위에 분말을 쌓아 올립니다. 채널 안쪽에 서포트를 세우지 않습니다. 출력이 끝나면 안에 분말이 차 있고, 그것을 빼내면 빈 통로가 됩니다.
이음새가 없습니다. 한 덩어리이므로 이음새에서 샐 곳이 없습니다.
설계할 때 챙길 것
분말이 안에 남으면 안 됩니다. 출력이 끝난 뒤 빼내야 합니다. 그래서 설계 단계에서 미리 챙겨야 할 것이 있습니다.
| 챙길 것 | 왜 |
|---|---|
| 분말 배출 구멍 | 통로 양 끝이 열려 있어야 분말이 나옵니다 |
| 최소 채널 지름 | 너무 가늘면 분말이 빠지지 않습니다 |
| 급격한 꺾임 | 직각으로 꺾이는 곳에 분말이 고입니다. 라운드를 넣어야 합니다 |
| 막힌 공간 | 막혀 있으면 분말이 영구히 갇힙니다 |
자세한 규칙은 분말 방식으로 뽑을 때 설계에서 지킬 3가지에 정리했습니다. 그 글의 **2번 항목 「갇힌 분말을 어디로 뺄까」**가 이 부품에 직접 해당합니다.
어떤 부품에 쓰이나
| 부품 | 왜 3D프린팅을 쓰나 |
|---|---|
| 유압·공압 매니폴드 시제품 | 유로가 여러 갈래로 갈라집니다. 절삭으로 한 번에 못 만듭니다 |
| 냉각 채널이 있는 부품 | 곡선 채널을 표면 가까이 넣어야 냉각 효율이 높습니다 |
| 진공 흡착 지그 | 흡입 통로가 안에 있습니다. 외부 배관이 줄어듭니다 |
| 유체 흐름 테스트 모형 | 형상만 확인하는 단계라 나일론으로 충분합니다 |
마지막 항목이 가장 흔합니다. 실제 유체 압력을 버텨야 하는 것이 아니라, 형상이 맞는지 확인하는 단계에서 3D프린팅을 씁니다. 확인이 끝나면 금속으로 양산합니다.
다시 봐야 할 경우
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 잘 맞는 경우 | 내부 채널이 갈라지거나 꺾이는 부품 / 시제품 단계에서 형상 확인이 필요한 경우 / 외부 배관을 줄여야 하는 지그 / 곡선 냉각 채널이 필요한 경우 |
| 다시 봐야 할 경우 | 높은 압력이 걸리는 경우 — 나일론은 금속만큼 버티지 못합니다. 압력 조건을 확인해야 합니다 / 고온 유체가 지나는 경우 — 나일론의 열변형온도를 넘으면 변형됩니다. ULTEM을 봐야 합니다 / 채널이 0.5mm 미만인 경우 — 분말이 빠지지 않습니다. 최소 지름을 확인해야 합니다 |
채널 지름을 짚겠습니다. 너무 가늘면 분말이 빠지지 않습니다. 방식에 따라 최소 지름이 다르고, 길이가 길수록 넓어져야 합니다. 도면을 보내주시면 되는지 확인해 드립니다.
담당자가 확인할 것
- 채널의 입구와 출구 위치를 도면에 표시합니다. 분말을 뺄 수 있는지 보는 기준입니다.
- 최소 채널 지름을 알려주십시오. 가늘면 분말이 안 빠질 수 있습니다.
- 걸리는 압력을 확인합니다. 시제품 확인용인지 실제 작동용인지에 따라 소재가 달라집니다.
- 유체의 종류를 알려주십시오. 물인지 기름인지 공기인지에 따라 내화학성이 갈립니다.
- 수량을 알려주십시오. SLS와 MJF 중 어느 쪽이 맞는지가 갈립니다. SLS와 MJF 차이를 보십시오.
