SLA 주조 원형으로 금속 부품 20개를 만든 사례

3D Systems가 공개한 Vaupell 사례를 설명하기 위해 만든 이미지입니다. 실제 사례 사진은 아닙니다.

복잡한 금속 부품 20개가 급하게 필요할 때 왁스 금형부터 만들면 납기를 맞추기 어렵습니다. 형상이 바뀌면 금형을 고치는 시간도 다시 듭니다.

항공 부품 업체 Vaupell은 SLA QuickCast 원형을 정밀주조에 사용했습니다. 이 글은 3D Systems가 공개한 Vaupell 사례를 바탕으로 정리했습니다.

금속 부품 20개를 2.5일 만에 만들었습니다

Vaupell이 소개한 한 프로젝트에서는 복잡한 소실 원형으로 금속 부품 20개를 2.5일 만에 제작했습니다. 이후 월 120개 생산으로 이어졌습니다.

다른 26인치 원형의 비교 수치도 공개했습니다. ProX 800으로 원형을 출력하면 23일과 6천1만5천달러가 필요했습니다. 같은 부품의 왁스 금형은 수개월에서 1년 이상, 20만~30만달러로 추산했습니다.

두 수치는 서로 다른 프로젝트입니다. 20개 생산과 26인치 원형 비용을 한 건의 결과로 합쳐 해석하면 안 됩니다.

레진 사용량과 소성 팽창을 줄이는 QuickCast 내부 구조를 설명하기 위한 생성 이미지입니다.

원형은 속을 비워 출력했습니다

QuickCast는 원형 내부를 격자 구조로 비웁니다. 세라믹 쉘 안에서 레진을 태울 때 팽창 압력을 줄이고, 재료량과 소성 잔재를 줄이기 위한 구조입니다.

원형 표면은 주조품에 옮겨갑니다. Vaupell은 큰 장비에서 분할 수를 줄여 접합과 마감 시간을 줄였습니다.

소실 원형에서 같은 형상의 금속 주조품을 반복 생산하는 과정을 설명하기 위한 생성 이미지입니다.

일반 레진을 쓰면 안 됩니다

소실 원형은 소성 과정에서 깨끗하게 타야 합니다. 레진이 남으면 세라믹 쉘 안에 재와 이물질이 남아 주조 결함으로 이어질 수 있습니다.

사례에서는 안티몬이 없고 회분이 적은 Accura CastPro Free를 사용했습니다. 소재 이름만 맞추는 것으로 끝나지 않습니다. 원형 두께, 배출 구조, 세라믹 쉘과 소성 온도를 함께 정해야 합니다.

기본 공정은 주조 원형을 레진으로 만드는 경우에 정리했습니다. 금속을 직접 출력하는 방식과의 차이는 금속 3D프린팅, 깎을 수 없는 형상에서 확인할 수 있습니다.

금형이 없어지는 것은 아닙니다

QuickCast 원형은 왁스 사출 금형을 만들기 전의 소량 생산과 설계 검증에 유리합니다. 같은 형상을 장기간 대량 생산한다면 왁스 금형이 더 경제적일 수 있습니다.

Vaupell도 고객이 왁스 금형을 개발하는 동안 QuickCast로 월 생산을 이어갔습니다. 초기 납기를 확보하는 연결 공정으로 사용한 것입니다.

맡기기 전에 확인할 것

1. 최종 금속 소재와 주조 수량을 적습니다.
2. 주조 수축률을 반영할 기준 치수를 표시합니다.
3. 원형을 한 번에 출력할지 분할할지 정합니다.
4. 세라믹 쉘과 소성 조건에 맞는 레진을 고릅니다.
5. 주조 후 가공할 기준면과 검사 치수를 정합니다.