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멀티 젯 퓨전(MJF) 3D 프린팅 서비스
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멀티 젯 퓨전(MJF) 3D 프린팅이란?
멀티 젯 퓨전(MJF)은 HP(휴렛팩커드)에서 개발하여 도입한 고속 산업용 적층 제조 기술입니다. 이는 파우더 베드 융합 3D 프린팅 프로세스 제품군입니다. MJF의 핵심은 입상 열가소성 분말로 기능성 프로토타입과 최종 사용 생산 부품을 레이어별로 제작하는 것으로, 신속한 프로토타입 제작과 연속 생산을 위한 선도적인 기술로 자리매김한 속도, 디테일, 부품 품질이 특징입니다.
단일 레이저를 사용하여 부품의 형상을 추적하고 소결하는 다른 파우더 베드 용융 방식(예: SLS)과 달리 MJF는 고유한 영역 전체 공정을 사용합니다. 잉크젯 어레이를 사용하여 한 번의 패스로 파우더 베드 전체 표면에 화학 약품을 선택적으로 도포합니다. 이러한 근본적인 차이가 탁월한 속도와 생산성의 핵심이며, 다른 대안에 비해 낮은 부품당 비용으로 견고하고 고품질의 부품을 생산할 수 있게 해줍니다.
1. 핵심 원리: 파우더 베드와 디테일링 에이전트의 융합:
MJF의 혁신은 퓨징 에이전트와 디테일 에이전트라는 두 가지 주요 액체 에이전트를 사용한다는 데 있습니다.
- 퓨징 에이전트: 열 전도성이 있는 검은색 잉크입니다. 고체 부품이 될 파우더 베드 영역에 정밀하게 분사됩니다. 적외선 에너지가 가해지면 이 에이전트가 열을 흡수하여 기본 파우더 입자가 녹아 서로 융합됩니다.
- 디테일 에이전트: 이 약제는 부품의 외부 윤곽을 따라 분사됩니다. 주요 기능은 융착을 억제하는 것입니다. 단열재 역할을 하여 부품 경계의 파우더가 녹는 것을 방지합니다. 이렇게 하면 융합된 영역과 융합되지 않은 영역 사이에 날카로운 열 전환이 발생하여 모서리가 선명하고 피처가 세밀하며 표면 마감이 다른 방법보다 매끄러워집니다.
이 듀얼 에이전트 시스템을 통해 MJF는 부품의 속성을 복셀 수준으로 제어할 수 있으며, 이는 향후 재료 및 속성 개발을 위한 기술 잠재력의 초석이 됩니다.
2. 적층 제조 환경에서 MJF가 차별화되는 방법 2:
MJF는 단순히 기존 기술을 점진적으로 개선한 것이 아니라 파우더 기반 3D 프린팅의 패러다임 전환을 의미합니다. 3D 프린팅의 디자인 자유도와 생산에 필요한 제조 효율성 사이의 간극을 메워줍니다.
- 프로토타이핑용: 최종 사출 성형 부품의 기계적 특성을 매우 유사하게 모방한 고기능의 내구성 있는 프로토타입을 제작할 수 있습니다.
- 프로덕션용: 속도, 일관성, 비용 효율성이 뛰어나 중소규모 생산, 맞춤형 부품, 성형이 불가능한 복잡한 형상을 위한 사출 성형과 같은 기존 제조 방법을 대체할 수 있는 대안이 될 수 있습니다.
멀티 제트 퓨전 기술은 어떻게 작동하나요?
1. 단계별 MJF 인쇄 프로세스:
1단계: 재료 증착
이 공정은 빌드 챔버 내부에서 시작됩니다. 리코터 메커니즘이 빌드 플랫폼 전체에 얇고 정밀한 열가소성 파우더(예: PA 12) 층을 스윕하여 신선하고 균일한 파우더 베드를 만듭니다. 챔버는 재료의 융점 바로 아래 온도로 예열되어 융착에 필요한 에너지를 최소화하고 뒤틀림을 방지하는 데 도움이 됩니다.
2단계: 에이전트 신청
이 단계가 MJF 공정의 결정적인 단계입니다. 2D 종이 프린터와 비슷하지만 훨씬 더 발전된 잉크젯 프린트헤드가 파우더 베드 위를 지나갑니다. 이 캐리지에는 수천 개의 노즐이 있어 매우 정밀하게 화학 약품을 미세한 방울(피코리터)로 분사할 수 있습니다. 이동하면서 두 가지 작업을 동시에 수행합니다:
- 퓨징 에이전트의 역할: 프린트헤드는 특정 층의 부품 단면에 해당하는 파우더 영역에 선택적으로 융착제를 증착합니다. 이 용융제는 매우 효과적인 적외선 흡수제로 설계되었습니다. 기본적으로 3D 모델 조각을 파우더 위에 '페인팅'하는 역할을 합니다.
- 디테일링 에이전트의 역할: 동시에 프린트헤드는 파트의 형상 둘레에 디테일링 에이전트를 도포합니다. 이 에이전트에는 융착을 억제하는 특성이 있습니다. 경계를 냉각시켜 열이 확산되는 것을 방지하고 주변의 느슨한 파우더를 부분적으로 녹입니다. 이러한 정밀한 열 제어를 통해 MJF는 날카로운 모서리와 미세한 디테일을 구현할 수 있습니다.
3단계: 에너지 적용 및 융합
에이전트가 적용된 직후 적외선 에너지원(고출력 램프 세트)이 전체 파우더 베드 위를 통과합니다. 검은색 용융제로 처리된 영역은 이 에너지를 빠르게 흡수하여 온도가 재료의 융점 이상으로 상승합니다. 이 영역의 파우더는 녹아서 고체 층으로 융합됩니다. 처리되지 않은 파우더와 디테일링 에이전트로 처리된 영역은 에너지를 많이 흡수하지 않고 느슨한 파우더로 남아 있습니다.
4단계: 레이어 완성 및 반복
레이어가 융합되면 빌드 플랫폼은 단일 레이어 두께(일반적으로 약 80마이크론)만큼 낮아집니다. 그런 다음 리코터가 그 위에 새로운 파우더 층을 증착하고 전체 사이클(1~4단계)이 반복됩니다. 이 프로세스는 전체 부품 또는 부품 배치가 완료될 때까지 레이어별로 계속됩니다. 부품이 주변의 용융되지 않은 파우더에 의해 지지되기 때문에 전용 지지 구조가 필요하지 않으므로 복잡한 형상을 만들 수 있고 제작 볼륨 내에 여러 부품을 중첩하여 효율성을 극대화할 수 있습니다.
2. 인쇄 후: 냉각 및 포장 풀기 프로세스:
프린팅 단계가 완료되면 용융된 부품과 주변의 루스 파우더가 포함된 전체 빌드 유닛이 프린터에서 별도의 처리 스테이션으로 이동합니다.
- 제어 냉각: 빌드 유닛은 통제된 조건에서 천천히 식혀야 합니다. 이는 부품의 정확성과 최적의 기계적 특성을 보장하기 위한 중요한 단계입니다. 냉각 과정을 서두르면 뒤틀림과 내부 응력이 발생할 수 있습니다. 이 냉각 기간은 전체 MJF 워크플로에서 중요한 부분을 차지하며 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.
- 파트 추출: 냉각 후 빌드 유닛의 포장이 풀립니다. 융합된 부품과 융합되지 않은 파우더 블록이 분리됩니다. 대부분의 분말은 재활용을 위해 제거 및 수거됩니다.
- 파우더 제거: 그런 다음 부품을 세척 스테이션으로 이동하여 비드 블라스팅 또는 압축 공기를 사용하여 남아 있는 미용착 분말을 꼼꼼하게 제거합니다. 이렇게 하면 약간 거칠고 무광택 회색의 표면 마감을 가진 완성된 부품이 드러납니다.
재생된 파우더는 일정 비율의 새 파우더와 혼합("리프레싱"이라고 하는 프로세스)되어 후속 빌드에 사용할 수 있습니다. 이러한 높은 재사용률(일반적으로 80-90%)로 인해 MJF는 리프레시율이 낮은 다른 파우더 베드 기술에 비해 더 지속 가능하고 비용 효율적인 공정입니다.
MJF의 일반적인 활용 분야는 무엇인가요?
속도, 비용 효율성 및 견고한 재료 특성이 독특하게 결합된 멀티젯 퓨전은 전체 제품 수명 주기에 걸쳐 광범위한 애플리케이션에 적합한 매우 다재다능한 기술입니다.
1. 기능적 프로토타이핑:
MJF는 엄격한 테스트를 견딜 수 있는 완성도 높은 기능적 프로토타입을 제작하는 데 탁월합니다.
- 형태, 핏 및 기능 테스트: 엔지니어는 최종 사용 부품과 거의 동일한 기계적 특성을 가진 프로토타입을 제작하여 어셈블리, 스냅핏, 움직이는 부품을 사실적으로 테스트할 수 있습니다.
- 빠른 반복: MJF 프로세스의 속도 덕분에 설계 팀은 CAD 모델에서 실제 부품으로 빠르게 이동하여 테스트하고, 결함을 파악하고, 몇 주가 아닌 며칠 만에 설계를 반복할 수 있습니다. 따라서 전체 제품 개발 주기가 빨라집니다.
- 견고하고 튼튼한 프로토타입: 더 부서지기 쉬운 프로토타이핑 기술과 달리 PA 11 및 PA 12와 같은 재료로 제작된 MJF 부품은 견고하고 내화학성이 있으며 물리적 스트레스를 견딜 수 있어 현장 테스트에 이상적입니다.
2. 최종 사용 생산 부품:
바로 이 점이 다른 많은 3D 프린팅 기술과 차별화되는 MJF의 진정한 장점입니다. 단순한 프로토타이핑 도구가 아니라 합법적인 제조 솔루션입니다.
자동차 부품:
자동차 업계에서는 프로토타입 제작과 중요하지 않은 내부, 외부 및 엔진룸 부품 생산에 MJF를 활용하고 있습니다.
- 예시: 브래킷, 클립, 유체 하우징, 대시보드 구성 요소, 맞춤형 트림 부품 및 덕트.
- 혜택: PA 12의 오일 및 유체에 대한 내화학성, 내구성, 복잡하고 가벼운 구조물 제작 능력은 주요 장점입니다.
의료 및 헬스케어 기기:
PA 12와 같은 MJF 소재는 생체 적합성(USP 클래스 I-VI 인증 및 온전한 피부 표면 장치에 대한 미국 FDA 지침)이 있으며 멸균 처리가 가능하여 다양한 의료 분야에 적합합니다.
- 예시: 수술용 가이드, 정형외과용 모델, 맞춤형 보조기 및 보철물, 의료 기기 하우징, 실험실 장비.
- 혜택: 환자별 부품, 복잡한 내부 채널, 경량 디자인을 뛰어난 디테일로 제작할 수 있습니다.
소비재 및 전자제품:
MJF는 다양한 소비자 제품을 위한 내구성 있는 하우징, 인클로저 및 내부 부품을 생산하는 데 사용됩니다.
- 예시: 드론 본체, 맞춤형 전자 인클로저, 헤드폰 구성품 및 보호 케이스.
- 혜택: 뛰어난 표면 마감(특히 후처리 후), 높은 디테일, 낙하와 일상적인 사용에도 견딜 수 있는 강도.
산업용 지그, 픽스처 및 툴링:
제조 현장에서는 맞춤형 툴링을 신속하게 제작할 수 있는 MJF의 기능을 통해 엄청난 이점을 누리고 있습니다.
- 예시: 조립 지그, 검사 게이지, 드릴링 가이드, 로봇 공학용 엔드 오브 암 툴링.
- 혜택: 무겁고 비싸며 생산 속도가 느린 금속 툴링을 가볍고 인체공학적이며 비용 효율적인 3D 프린팅 대체품으로 대체하면 생산 라인 효율성과 작업자 안전이 향상됩니다.
3. 복잡한 기하학 및 격자 구조:
MJF는 지지 구조가 필요하지 않으므로 전례 없는 설계 자유도를 제공합니다. 이는 기하학적 복잡성의 이점을 활용하는 애플리케이션에 특히 유용합니다.
- 격자 구조: 엔지니어는 복잡한 내부 격자 구조의 부품을 설계하여 구조적 무결성을 유지하면서 무게와 재료 사용량을 줄일 수 있습니다. 이는 항공우주 및 고성능 자동차 애플리케이션에서 매우 중요합니다.
- 파트 통합: 어셈블리의 여러 개별 구성 요소를 하나의 복잡한 부품으로 재설계하고 인쇄할 수 있습니다. 이를 통해 조립 시간을 단축하고 잠재적 장애 지점을 제거하며 공급망을 간소화할 수 있습니다.
MJF는 프로토타이핑과 제작 모두에 적합할까요?
물론입니다. 멀티젯 퓨전의 가장 매력적인 가치 제안 중 하나는 제품 개발의 초기 단계와 제조의 최종 단계 모두에서 강력한 도구로 사용할 수 있는 이중 기능입니다.
1. 신속한 프로토타이핑을 위한 MJF:
MJF는 고품질의 기능성 프로토타입을 제작하는 데 탁월한 선택으로 부상했습니다.
- 속도: 영역 전체 프린팅 프로세스를 통해 MJF는 특히 빌드 볼륨이 여러 부품으로 채워진 경우 FDM이나 SLS와 같은 기술보다 훨씬 빠르게 프로토타입을 제작할 수 있습니다. 프로토타입의 전체 빌드는 종종 하룻밤 사이에 완료될 수 있습니다.
- 기능적 동등성: MJF 부품은 등방성에 가까운 우수한 기계적 특성을 나타냅니다. 즉, 제작 챔버의 방향에 관계없이 프로토타입의 강도와 동작이 매우 일관적입니다. 이러한 예측 가능성은 프로토타입이 사출 성형 부품과 매우 유사하게 작동하기 때문에 기능 테스트에 매우 중요합니다.
- 머티리얼 속성: PA 12 또는 PA 11로 만든 프로토타입은 단순히 육안으로만 평가할 수 있는 것이 아닙니다. 견고하고 내구성이 뛰어나며 화학적 내성이 있어 다른 기술의 프로토타입을 파괴할 수 있는 실제 테스트 시나리오를 수행할 수 있습니다.
2. 연속 생산용 MJF:
MJF는 처음부터 생산을 염두에 두고 설계되었습니다. 여러 가지 요인으로 인해 특정 애플리케이션에서 기존 제조 방식보다 실행 가능하고 종종 우수한 대안이 될 수 있습니다.
- 경제적 확장성: MJF의 부품당 비용은 특히 수백 개에서 수천 개에 이르는 중저가 대량 생산의 경우 매우 경쟁력이 있습니다. 빠른 속도, 조밀하게 부품을 중첩하여 제작할 수 있는 능력, 높은 파우더 재사용률 덕분에 이러한 수량의 사출 성형에 유리한 경제성을 제공합니다.
- 일관성 및 반복성: MJF 프린터는 탁월한 공정 제어 기능을 제공하여 높은 치수 정확도와 파트 간 반복성을 제공합니다. 따라서 생산 환경에서는 타협할 수 없는 요구 사항인 1,000번째 부품이 첫 번째 부품과 거의 동일하도록 보장합니다.
- 공급망 민첩성: MJF는 온디맨드 제조와 디지털 인벤토리를 지원합니다. 기업은 실제 부품을 창고에 보관하는 대신 디지털 파일을 저장하고 필요에 따라 부품을 인쇄할 수 있습니다. 이를 통해 보관 비용을 절감하고 노후화된 재고로 인한 낭비를 최소화하며 현지화된 생산이 가능해져 리드 타임을 단축할 수 있습니다.
- 대량 사용자 지정: MJF를 사용하면 맞춤형 또는 개인화된 제품을 대규모로 경제적으로 생산할 수 있습니다. 툴링이 필요하지 않으므로 추가 비용 없이 빌드의 각 부품을 고유하게 제작할 수 있습니다.
3. 그 사이의 다리: 단일 기술로 프로토타입에서 생산까지:
프로토타이핑과 생산 모두에 MJF를 사용하면 원활하게 전환할 수 있습니다. 테스트 및 검증을 거친 프로토타입은 최종 생산 부품과 똑같은 재료와 공정으로 만들어집니다. 따라서 시제품 제작 기술(예: FDM)에서 생산 기술(예: 사출 성형)로 전환할 때 종종 발생하는 위험과 재검증 단계를 제거할 수 있습니다. 이러한 연속성은 제품 개발 프로세스의 위험을 줄이고 시장 출시 시간을 크게 단축합니다.
MJF 3D 프린팅에는 일반적으로 어떤 재료가 사용되나요?
MJF의 소재 선택은 FDM과 같은 다른 기술보다 엄선된 소재를 사용하지만, 사용 가능한 소재는 성능에 맞게 고도로 설계되었으며 광범위한 산업 응용 분야를 포괄합니다. 포트폴리오는 지속적으로 확장되고 있지만 주요 소재는 견고한 열가소성 플라스틱입니다.
1. 폴리아미드(나일론):
나일론은 강도, 유연성, 내열성/내화학성의 탁월한 균형으로 잘 알려진 MJF 인쇄의 초석입니다.
PA 12(워크호스 소재):
HP 3D 고재사용성 PA 12는 가장 일반적이고 다재다능한 MJF용 소재입니다. 이 소재는 견고한 열가소성 플라스틱으로 모든 면에서 뛰어난 특성을 지니고 있습니다.
속성 및 혜택:
- 높은 강도와 강성: 견고하고 내구성이 뛰어난 부품을 제공합니다.
- 우수한 내화학성: 오일, 그리스, 지방족 탄화수소 및 알칼리에 대한 내성.
- 뛰어난 디테일 해상도: 미세한 피처와 날카로운 모서리를 표현할 수 있습니다.
- 생체 적합성: 피부 접촉을 수반하는 의료용 애플리케이션에 대한 인증을 받았습니다.
- 높은 재사용성: 업계 최고의 파우더 교체율(약 80%를 20%의 버진 파우더로 재활용)로 비용 효율성과 지속 가능성을 높였습니다.
일반적인 용도: 기능성 프로토타입, 생산 지그 및 픽스처, 의료 기기, 자동차 부품 및 복잡한 어셈블리. 대부분의 MJF 응용 분야에서 가장 많이 사용되는 소재입니다.
PA 11(바이오 기반 대안):
HP 3D 고재사용성 PA 11은 재생 가능한 자원(피마자유)으로 생산되어 더욱 환경 친화적인 선택입니다. PA 12와 비교하여 다른 기계적 특성을 제공합니다.
속성 및 혜택:
- 뛰어난 연성 및 내충격성: PA 11은 PA 12보다 취성이 낮고 파단 시 연신율이 높습니다. 따라서 스냅핏, 리빙 힌지, 충격에 노출되는 부품 등 부러지지 않고 구부려야 하는 부품에 이상적입니다.
- 향상된 등방성 특성: 모든 축에서 더욱 일관된 기계적 특성을 나타냅니다.
- 바이오 기반: 보다 지속 가능한 소재 옵션을 제공합니다.
일반적인 용도: 보철물, 스포츠 장비, 드론 부품 및 높은 인성과 내피로성이 요구되는 모든 애플리케이션에 사용됩니다.
유리로 채워진 PA 12(PA 12GB):
유리 비드가 포함된 HP 3D 고재사용성 PA 12(GB)는 40% 유리 비드 필러가 포함된 복합 재료입니다.
속성 및 혜택:
- 강성 및 치수 안정성 향상: 유리 구슬은 소재의 강성을 크게 높이고 뒤틀리는 경향을 줄여 높은 강성이 필요하고 하중이나 온도 변화에도 엄격한 허용 오차를 유지해야 하는 부품에 이상적입니다.
- 향상된 내마모성: 마모성 마모에 대한 저항력이 향상되었습니다.
일반적인 용도: 장기적인 안정성과 강성이 필요한 하우징, 인클로저, 고정 장치 및 툴링. 높은 충격 강도나 유연성이 필요한 부품에는 적합하지 않습니다.
2. 열가소성 폴리우레탄(TPU):
유연한 고무와 같은 부품을 생산할 수 있는 BASF Ultrasint® TPU01과 같은 소재를 MJF에 사용할 수 있습니다.
속성 및 혜택:
- 유연성과 탄력성: 반발력과 찢어짐에 대한 저항력이 뛰어납니다. 영구적인 변형 없이 반복적으로 늘리고 압축할 수 있습니다.
- 높은 내마모성 및 내마모성: 마찰이 발생하는 애플리케이션에 대한 내구성이 매우 뛰어납니다.
- 충격 흡수력이 우수합니다: 진동 완충 및 감쇠에 이상적입니다.
일반적인 용도: 씰, 개스킷, 호스, 벨로우즈, 그리퍼, 바퀴, 운동 장비 또는 신발용 보호 격자 구조물.
MJF는 다른 3D 프린팅 기술과 어떻게 다른가요?
적합한 3D 프린팅 기술을 선택하는 것은 속도, 재료 특성, 비용, 원하는 디테일 수준 등 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 다른 일반적인 산업 기술과 MJF를 비교하는 방법은 다음과 같습니다.
1. MJF와 선택적 레이저 소결(SLS) 비교:
SLS는 분말 베드 융합 공정이라는 점에서 MJF에 가장 가까운 기술입니다. 그러나 주요 차이점에 따라 특정 작업에 더 적합한 기술이 결정됩니다.
유사점:
- 둘 다 열가소성 분말(가장 일반적으로 나일론 12)을 사용합니다.
- 둘 다 자체적으로 지원되므로 전용 지원 구조가 필요하지 않습니다.
- 둘 다 최종 사용 애플리케이션에 적합한 강력하고 기능적인 부품을 생산합니다.
주요 차이점:
- 융합 방법 및 속도: SLS는 단일 고출력 레이저를 사용하여 부품의 기하학적 구조를 하나씩 추적합니다. MJF는 잉크젯 어레이와 적외선 램프를 사용하여 전체 레이어를 한 번에 융착합니다. 따라서 훨씬 빠른 MJF (경우에 따라 최대 10배) 증가하며, 특히 작은 부품이 많거나 단면적이 넓은 빌드의 경우 더욱 그렇습니다.
- 디테일 및 표면 마감: MJF의 디테일링 에이전트는 부품의 경계에서 더 나은 열 제어를 제공하여 일반적으로 다음과 같은 결과를 제공합니다. 더 선명한 디테일과 약간 더 매끄러운 표면 마무리 SLS와 비교하여
- 자료 재사용성: MJF는 더 높은 파우더 교체율(일반적으로 80% 재활용)을 자랑하는 반면, SLS는 재활용 파우더와 버진 파우더를 50/50으로 혼합해야 하는 경우가 많습니다. 이로 인해 보다 비용 효율적이고 지속 가능한 MJF 자재 소비 측면에서 볼 때
- 부품 속성: MJF 부품은 일반적으로 SLS 부품보다 등방성이 높고 인장 강도와 밀도가 높기 때문에 기계적으로 더 우수합니다.
언제 SLS보다 MJF를 선택해야 할까요?
대량 생산 실행, 속도가 중요한 애플리케이션, 최상의 기계적 성능과 미세한 디테일이 필요한 부품, 부품당 비용이 주요 요인인 경우 MJF를 선택하십시오.
SLS 3D 프린팅
2. MJF와 용융 증착 모델링(FDM) 비교:
FDM은 용융 필라멘트를 한 층씩 증착하여 부품을 제작하는 압출 기반 기술입니다.
주요 차이점:
- 기계적 특성(등방성): FDM 부품은 다음과 같습니다. 이방성즉, XY 평면보다 Z축(레이어 사이)에서 훨씬 더 약합니다. MJF 부품은 거의 등방성모든 방향에서 강도가 매우 일정합니다. 따라서 MJF는 하중을 받는 기능 부품에 훨씬 더 적합합니다.
- 표면 마감 및 디테일: MJF는 미세하고 세분화된 텍스처와 훨씬 높은 피처 해상도로 부품을 제작합니다. FDM 파트는 레이어 라인이 눈에 띄며, 중요한 서포트 구조 없이 미세한 디테일과 복잡한 형상을 처리하는 데 어려움을 겪습니다.
- 자유로운 디자인: MJF 파우더 베드의 자립형 특성 덕분에 서포트 구조에 의존하기 때문에 FDM으로는 프린팅이 불가능하거나 비현실적인 매우 복잡한 형상, 내부 채널 및 중첩된 어셈블리를 제작할 수 있습니다.
- 속도 및 확장성: 단일 소형 부품의 경우 FDM이 더 빠를 수 있습니다. 한 번에 여러 파트를 제작하는 경우, MJF가 훨씬 더 우수합니다. 부품을 중첩할 수 있고 영역 전체에 걸쳐 인쇄할 수 있기 때문입니다.
언제 FDM보다 MJF를 선택해야 하나요?
기계적 성능, 치수 정확도, 복잡한 형상 및 전문적인 표면 마감이 필요한 경우 MJF를 선택하세요. FDM은 저비용의 초기 컨셉 모델, 단순한 형상, 이방성 특성이 허용되는 응용 분야에 더 적합합니다.
FDM 3D 프린팅
3. MJF와 광조형(SLA) 비교:
SLA는 UV 레이저를 사용하여 액체 광중합 수지를 한 층씩 경화시키는 통 광중합 기술입니다.
주요 차이점:
- 소재 속성 및 내구성: SLA 수지는 놀라운 디테일을 제공하지만 일반적으로 MJF에 사용되는 엔지니어링 등급 열가소성 플라스틱보다 부서지기 쉽고 내구성이 떨어집니다. MJF 부품(예: PA 12)은 견고하고 유연하며 까다로운 기능적 응용 분야에 적합합니다. SLA 부품은 높은 강성이 필요하지만 충격 강도는 필요하지 않은 시각적 모델 및 애플리케이션에 더 적합합니다.
- 표면 마감: SLA는 가장 매끄러운 표면 마감 3D 프린팅 기술 중 가장 뛰어나 미적 프로토타입, 프레젠테이션 모델, 주조용 패턴 제작에 이상적입니다. 원시 MJF 파트는 세분화된 텍스처를 가지고 있지만 후처리를 통해 개선할 수 있습니다.
- 애플리케이션 포커스: MJF는 다음을 대상으로 합니다. 기능성 프로토타입 및 생산 부품. SLA는 다음을 위한 최고의 표준입니다. 세밀한 시각적 모델, 형태 맞춤 프로토타입 및 주조 패턴.
- 비용: 기능 부품의 경우, 특히 규모에 따라 MJF가 일반적으로 더 비용 효율적입니다.
언제 SLA보다 MJF를 선택해야 하나요?
내구성, 충격 강도, 내화학성 및 실제 사용을 위한 우수한 기계적 특성이 필요한 모든 애플리케이션에는 MJF를 선택하세요. 시각적 목적이나 마스터 패턴 제작을 위해 매우 매끄러운 사출 성형과 같은 표면 마감이 가장 중요한 경우 SLA를 선택하세요.
SLA 3D 프린팅
멀티 젯 퓨전(MJF) 3D 프린팅
멀티젯 퓨전(MJF) 3D 프린팅의 작동 방식, 주요 장점, 호환되는 재료, 기능성 프로토타입 및 최종 사용 부품에 이상적인 이유에 대해 알아보세요.
멀티 젯 퓨전(MJF) 3D 프린팅에 대한 완벽한 가이드를 위한 리소스
MJF 사용의 주요 장점은 무엇인가요?
멀티젯 퓨전은 현대 제조업을 위한 최고의 선택이 될 수 있는 강력한 이점을 제공합니다.
1. 탁월한 속도와 생산성:
단일 패스, 영역 전체 융착 공정은 MJF의 속도의 핵심입니다. 전체 레이어를 한 번에 처리함으로써 SLS 및 FDM과 같은 경쟁 기술보다 최대 10배 빠른 속도로 부품을 생산할 수 있어 프로토타입과 생산 공정 모두에서 리드 타임을 대폭 단축할 수 있습니다.
2. 우수한 기계적 특성 및 등방성:
MJF 부품은 동급 최고의 등방성 특성을 나타내므로 X, Y, Z 방향에서 거의 균일한 강도와 내구성을 갖습니다. 이는 FDM에 비해 매우 중요한 이점이며, 심지어 SLS보다 개선되어 사출 성형 부품과 같은 성능을 발휘하는 예측 가능하고 신뢰할 수 있는 부품을 제작할 수 있습니다.
3. 높은 정확도와 세밀한 디테일 해상도:
고해상도 잉크젯 프린트 헤드(1200 DPI)와 고유한 디테일링 에이전트의 조합으로 MJF는 미세한 피처 정의(0.5mm 이하), 날카로운 모서리, 뛰어난 치수 정확도를 갖춘 부품을 제작할 수 있습니다.
4. 중소규모 배치를 위한 비용 효율성:
MJF의 고속, 효율적인 파트 네스팅(3D로 빌드 볼륨 채우기), 업계 최고의 파우더 재사용률이 결합되어 파트당 비용이 저렴합니다. 따라서 비용 효율적인 사출 성형이 불가능한 소규모 생산 공정에 경제적으로 적합한 제조 솔루션입니다.
5. 설계의 자유(지원 구조 불필요):
SLS와 마찬가지로 MJF 부품은 프린트되는 비융착 파우더 베드에 의해 지지됩니다. 따라서 서포트 구조를 생성하고 후처리할 필요가 없으므로 복잡한 내부 피처, 복잡한 형상, 즉시 사용 가능한 움직이는 어셈블리를 한 조각으로 프린트할 수 있습니다.
6. 높은 재료 재사용성:
빌드당 20%의 낮은 파우더 교체율로 MJF는 폐기물을 최소화하고 재료 비용을 절감합니다. 따라서 재활용률이 낮은 다른 파우더 베드 공정에 비해 더 지속 가능하고 경제적인 선택이 될 수 있습니다.
멀티 제트 퓨전의 한계는 무엇인가요?
MJF는 강력한 기술이지만, 프로젝트에 적합한지 결정하려면 그 한계를 이해하는 것이 중요합니다.
1. 제한된 자료 선택:
FDM과 같은 기술에 비해 MJF의 소재 포트폴리오는 현재 나일론과 TPU에 주로 집중되어 있습니다. 사용 가능한 소재의 성능은 뛰어나지만 ABS, PC 또는 고온 ULTEM과 같은 특정 소재가 필요한 프로젝트는 다른 공정을 고려해야 할 수 있습니다.
2. 고유한 표면 마감 및 색상:
미가공 MJF 부품은 소재에 따라 일관된 회색 또는 검은색으로 제공되며 각설탕과 비슷한 약간 거친 무광택 표면 마감을 가집니다. 이는 후처리(염색 또는 증기 평활화 등)를 통해 크게 개선할 수 있지만, SLA 또는 사출 성형의 즉시 사용 가능한 매끄러움에는 미치지 못합니다.
3. 냉각 시간 요구 사항:
MJF 워크플로우의 중요한 부분은 제어된 냉각 주기입니다. 뒤틀림을 방지하고 최적의 파트 특성을 보장하려면 프린트 시간과 거의 동일한 시간 동안 빌드 유닛을 냉각해야 합니다. 즉, 프린트 작업이 12시간 내에 완료되더라도 파트는 12시간 동안 추출 및 세척할 준비가 되지 않아 실제 "파트 제작 시간"에 영향을 미칩니다.
4. 매우 큰 부품에는 적합하지 않습니다:
MJF 장비의 제작 용량은 넉넉하지만 제한적입니다(예: HP 5200 시리즈의 경우 약 380 x 284 x 380mm). 이 치수를 초과하는 부품의 경우 더 작은 조각으로 분할하여 프린팅 후 조립하거나 대형 FDM 또는 SLA와 같이 더 큰 제작 플랫폼을 갖춘 다른 기술을 사용해야 합니다.
5. 더 높은 초기 장비 비용:
이 기술을 사내에 도입하려는 기업의 경우 프린터, 처리 스테이션, 재료 등 산업용 MJF 시스템에 대한 초기 투자 비용이 상당합니다. 그렇기 때문에 많은 기업이 당사와 같은 서비스 제공업체를 통해 이 기술을 활용합니다.
MJF 3D 프린팅의 디자인 가이드라인은 무엇인가요?
MJF 전용 부품을 설계하면 품질, 정확성 및 강도 측면에서 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 이러한 지침을 준수하면 인쇄 실패를 최소화하고 공정에 맞게 부품을 최적화할 수 있습니다.
1. 주요 설계 고려 사항:
벽 두께:
- 최소 권장: 매우 작은 피처의 경우 0.5mm. 견고한 부품의 경우 최소 벽 두께가 1mm 를 적극 권장합니다.
- 최대: 지나치게 두껍고 단단한 섹션은 과도한 열이 축적되어 부정확하거나 뒤틀릴 수 있으므로 피하세요. 가능한 경우 큰 섹션은 비워둡니다.
구멍 크기 및 직경:
- 최소: 수직 구멍(레이어에 수직인 경우)의 경우 최소 직경은 0.5mm 가 가능합니다.
- 모범 사례: 약간의 수축을 고려하여 구멍을 의도한 것보다 약간 크게 디자인합니다. 나사 구멍의 경우, 최적의 나사 품질을 위해 크기를 작게 인쇄한 다음 후처리에서 탭하는 것이 가장 좋습니다.
기능 크기 및 해상도:
- 엠보싱/디보싱 디테일: 텍스트 또는 표면 디테일의 경우 최소 높이/깊이가 다음과 같아야 합니다. 0.5mm 이상의 선 두께 0.5mm 를 명확하게 읽을 수 있도록 합니다.
- 가장 작은 기능: MJF는 0.5mm까지 피처를 해결할 수 있습니다. 그보다 작은 것은 성공적으로 인쇄되지 않을 수 있습니다.
어셈블리를 위한 여유 공간:
- 서로 맞물리거나 움직여야 하는 부품(예: 스냅핏, 힌지, 연동 부품)의 경우 최소 간격은 다음과 같습니다. 0.4 mm 를 권장합니다. 더 느슨하게 맞아야 하는 부품의 경우 이 값을 0.6mm 이상으로 늘립니다.
뒤틀림 및 넓은 평평한 표면:
- 매우 크고 평평하며 얇은 표면(예: 대형 베이스 플레이트)은 냉각 과정에서 뒤틀림이 발생하기 쉽습니다.
- 완화: 리브나 거싯을 추가하여 강성을 높이거나 가능하면 빌드에서 부품의 방향을 비스듬히 배치하세요. 미묘한 텍스처링으로 넓은 평면 영역을 분할하는 것도 도움이 될 수 있습니다.
중공 및 탈출 구멍:
- 재료를 절약하고 무게를 줄이며 비용을 절감하려면 크고 단단한 모델을 속을 비우는 것이 좋습니다.
- 탈출 구멍: 부품이 속이 비어 있는 경우 필수 인쇄 후 용융되지 않은 파우더를 제거할 수 있도록 최소 두 개의 이스케이프 구멍을 포함해야 합니다. 이스케이프 구멍의 최소 권장 직경은 다음과 같습니다. 2mm를 사용할 수 있지만, 더 큰 크기(4~5mm)일수록 청소하기 쉽습니다.
2. 디자인 권장 사항 요약 표:
| 기능 | 최소 권장 사항 | 모범 사례 |
|---|---|---|
| 벽 두께 | 0.5mm | 1.0mm 이상 |
| 구멍 지름 | 0.5mm | 1.0mm(나사산용 탭) |
| 클리어런스(어셈블리) | 0.4 mm | 느슨한 핏을 위한 0.6mm |
| 각인/양각 디테일 | 0.5mm 깊이/높이 | 높은 선명도를 위한 1.0mm |
| 이스케이프 홀(중공용) | 직경 2.0mm(구멍 2개) | 직경 4.0mm 이상 |
MJF 부품에는 어떤 후처리 옵션을 사용할 수 있나요?
원시 MJF 부품은 완전한 기능을 갖추고 있지만 다양한 후처리 옵션을 적용하여 미관, 표면 마감 및 특정 기능적 특성을 향상시킬 수 있습니다.
1. 표준 후처리:
파우더 제거(비드 블라스팅): 이 단계는 모든 MJF 부품에 대해 표준적이고 필수적인 단계입니다. 루스 파우더를 추출한 후 유리 구슬과 같은 매체를 사용하여 블라스팅 캐비닛에서 부품을 꼼꼼하게 세척합니다. 이렇게 하면 잔여 파우더가 모두 제거되어 깨끗하고 무광택이며 약간 질감이 있는 표면이 만들어집니다. 이것이 MJF 부품의 표준 마감 처리 방식입니다.
2. 미적 및 기능적 개선:
염색:
이는 MJF 부품에 색상을 입히는 가장 일반적이고 비용 효율적인 방법입니다. 기본 소재는 다공성이기 때문에 염료를 쉽게 받아들입니다.
- 프로세스: 부품을 뜨거운 염료 욕조에 담그면 표면을 투과하여 깊고 풍부하며 내구성 있는 색상을 제공합니다.
- 공통 색상: 검은색은 매우 균일하고 전문적인 마감을 연출하며 사소한 결점을 감춰주기 때문에 가장 많이 선택되는 색상입니다. 파란색, 빨간색, 녹색, 노란색과 같은 다른 색상도 사용할 수 있습니다.
- 결과: 긁히거나 벗겨지지 않는 스크래치 방지 색상입니다.
증기 스무딩 ② 증기 스무딩:
이는 표면 마감을 획기적으로 개선하는 혁신적인 후처리 기술입니다.
- 프로세스: 부품은 제어된 챔버에서 기화된 용매에 노출됩니다. 증기는 부품의 외부 표면을 미세한 수준에서 녹여 거친 질감을 매끄럽게 하고 표면을 밀봉합니다.
- 결과: 사출 성형 플라스틱과 매우 흡사한 반광택의 매끄러운 표면 마감. 또한 파단 시 연신율이 향상되고 부품이 방수 처리되어 세척이 용이합니다.
페인팅 및 코팅:
특정 색상 요구 사항(예: 팬톤 매칭) 또는 특수 보호 속성을 위해 MJF 부품을 페인트 또는 코팅할 수 있습니다.
- 프로세스: 일반적으로 부품은 먼저 프라이밍을 통해 균일한 바탕을 만든 다음 자동차 등급 또는 기타 특수 페인트로 도장합니다. 세라코트와 같은 코팅은 경도, 내마모성, 내화학성을 강화하기 위해 적용할 수 있습니다.
- 결과: 무제한 색상 옵션과 맞춤형 표면 속성을 제공합니다.
가공 및 태핑 ④ 가공 및 태핑:
3D 프린팅으로 구현할 수 없는 매우 높은 정밀도가 필요한 피처의 경우, MJF 부품을 2차 가공할 수 있습니다.
- 프로세스: 중요한 표면을 밀링하거나 돌릴 수 있으며, 구멍을 뚫고 탭핑하여 금속 나사를 위한 강력하고 안정적인 나사산을 만들 수 있습니다.
- 결과: MJF의 설계 자유도와 전통적인 감산 제조의 정밀도를 결합한 하이브리드 부품입니다.
MJF 3D 프린팅에 대해 자주 묻는 질문
리드 타임은 부품 크기, 수량 및 필요한 후처리에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나 기술의 속도 덕분에 표준 비드 블라스트 마감 부품의 경우 표준 리드 타임은 영업일 기준 3~5일 정도로 짧은 경우가 많습니다.
MJF 부품은 특히 PA 12 및 PA 11로 제작된 부품은 매우 강하고 내구성이 뛰어납니다. 이 소재는 등방성에 가까운 특성으로 어떤 방향의 응력에도 안정적으로 견딜 수 있어 까다로운 기능성 애플리케이션 및 최종 사용 부품에 적합합니다.
비드 블라스팅 처리되지 않은 MJF 부품은 무광택의 회색 마감으로 약간 거친 질감이 나며, 각설탕이나 매우 고운 사포에 비유되기도 합니다. 이 마감은 베이퍼 스무딩과 같은 후처리를 통해 크게 개선할 수 있습니다.
미가공 MJF 부품은 약간의 미세 다공성이 있으며 방수성을 보장할 수 없습니다. 그러나 증기 스무딩과 같은 후처리 단계를 적용하면 표면이 밀봉되어 부품이 방수 처리되어 유체가 포함된 응용 분야에 적합합니다.
다른 제조 방식과 비교했을 때 MJF는 강력한 지속 가능성 자격을 갖추고 있습니다. 파우더 재사용률이 높기 때문에(보통 80% 이상) 재료 낭비를 크게 줄일 수 있습니다. 또한 주문형 부품 생산은 기존 제조 방식에서 흔히 발생하는 과잉 생산 및 노후 재고와 관련된 낭비를 제거합니다.
MJF 3D 프린팅 요구 사항을 위해 당사를 선택해야 하는 이유는 무엇입니까?
저희 팀은 멀티젯 퓨전(MJF) 기술에 대한 풍부한 경험을 보유하고 있습니다. 초기 단계의 프로토타입 제작부터 최종 생산에 이르기까지 부품의 기능성과 비용 효율성을 모두 보장하기 위해 제조용 설계(DFM) 지침을 제공합니다.
HP는 첨단 HP Jet Fusion 프린터를 사용하여 고해상도, 치수 정확도, 반복 가능한 부품을 제공합니다. 단일 프로토타입이든 대량 생산이든, HP는 고객의 요구를 충족할 수 있는 용량과 정밀도를 갖추고 있습니다.
소니는 PA 11, PA 12, PA 12GB, 유연한 TPU 등 다양한 고성능 MJF 소재를 제공합니다. 모든 소재는 기계적 강도, 내구성 및 우수한 표면 마감을 보장하기 위해 신중하게 조달됩니다.
자체 생산과 간소화된 워크플로를 통해 복잡성과 양에 따라 3~7일 이내에 부품을 신속하게 배송할 수 있으므로 프로젝트가 지연되는 일이 없습니다.
증기 평활화 및 염색부터 후가공 및 조립에 이르기까지 다양한 마감 서비스를 제공하여 MJF 부품이 기능 및 미적 요구 사항을 모두 충족할 수 있도록 지원합니다.
신뢰할 수 있는 물류 및 영어를 구사하는 엔지니어링 지원으로 전 세계 고객에게 서비스를 제공합니다. 질문은 12시간 이내에 답변해 드립니다.
사출 금형이란 무엇인가요?
소개: 사출 성형 공정에서 플라스틱 수지는 플라스틱 부품 제조의 주요 재료입니다. 제조 공정을 통해 용융된 플라스틱이 금형 반쪽으로 흘러 들어가 금형을 채웁니다.
사출 성형 공차를 최적화하는 방법은?
소개: 사출 성형은 마지막에 결합해야 하는 여러 부품이 있는 플라스틱 제품을 만드는 가장 일반적인 방법입니다. 부품을 조립한다는 것은
제공되는 최적화 솔루션 무료
- 디자인 피드백 및 최적화 솔루션 제공
- 구조 최적화 및 금형 비용 절감
- 엔지니어와 일대일로 직접 상담하기
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