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통합검색 "PBF"에 대한 통합 검색 내용이 108개 있습니다
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AMD, 데이터센터에서 GPU 가속 지원하는 라데온 PRO V620 그래픽 카드 발표
AMD가 AMD 라데온 PRO V620(AMD Radeon PRO V620) 그래픽 카드를 발표했다. 라데온 PRO V620 그래픽 카드는 AAA급 게임 타이틀, 3D 워크로드, 사무용 생산성 애플리케이션 등 고사양 작업을 요구하는 클라우드 워크로드에 고성능 GPU 가속화를 지원하는 AMD RDNA 2 아키텍처를 기반으로 설계되었다. 또한 라데온 PRO V620 그래픽 카드는 GPU 분할 기능, 멀티 스트림 하드웨어 가속 인코더, 32GB GDDR6 메모리 및 전용 GPU 리소스를 통해 높은 가성비와 GPU 가속화를 제공한다.      AMD 라데온 PRO V620 그래픽 카드는 연산 유닛과 비주얼 파이프라인, 새로운 AMD 인피니티 캐시(AMD Infinity Cache)를 포함한 아키텍처 개선과 함께 벌칸(Vulkan), 다이렉트X 12 얼티밋(DirectX 12 Ultimate), AMD 피델리티FX(AMD FidelityFX) 등 그래픽 기술을 지원해 고해상도 게이밍 경험을 향상시켰다. 라데온 PRO V620의 주요한 특징은 다음과 같다. 강력한 데이터 센터 GPU 솔루션 : AMD RDNA 2 아키텍처, 32GB GDDR6 메모리, AMD 인피니티 캐시, 전용 하드웨어 레이 트레이싱 기술로 그래픽 집약적 워크로드 및 게임에서 향상된 성능을 전달 하드웨어 기반 첨단 보안 기능 : SR-IOV 기반 GPU 가상화를 통해 모든 사용자에게 개인 정보 보호를 위한 향상된 보안 기능을 제공 범용성 및 유연성 : 최신 AMD 드라이버 지원 및 AMD ROCm 소프트웨어로 클라우드 게이밍, DaaS, WaaS, 머신 러닝(machine learning) 지원 최신 애플리케이션 지원 : 다이렉트X 및 다이렉트X 12 얼티밋, 오픈GL(OpenGL), 웹GL(WebGL), 오픈CL(OpenCL) 지원으로 시네마틱 게임, 애플리케이션, 웹사이트에서 보다 빠른 속도 제공 AMD 비주얼 및 클라우드 게이밍 부문 부사장 제프 코넬(Jeff Connell)은 “AMD는 라데온 PRO V620 그래픽 카드를 출시하며 클라우드에서도 고성능 AAA 게이밍을 구현할 수 있게 됐다”고 전했다. 또한, “클라우드 게이밍은 가상화 기능으로 보다 많은 동시 접속 게이머들에게 효과적으로 저지연성 콘텐츠 스트리밍을 제공할 수 있기 때문에 이를 도입하는 사용자들도 전 세계적으로 증가하고 있다”며, “AMD는 라데온 PRO V620을 통해 PC, 콘솔, 클라우드를 아우르는 선도적인 게임 기술력을 다시 한번 입증했다”고 전했다.
작성일 : 2021-11-08
항공우주산학융합원, 순수구리 금속 적층제조의 최적 공정 개발
항공우주산학융합원(구 인천산학융합원)이 400W IR 레이저 기반의 PBF 방식 금속 3D 프린터로 순수구리분말을 활용한 금속 적층제조(AM) 최적 공정개발에 성공했다고 밝혔다.     ▲ 순수구리 분말을 활용하여 생산한 형상의 일부   구리는 우수한 전기전도도 및 열전도율을 가지고 있기 때문에 전자, 항공우주, 배터리, 자동차 등 다양한 산업에서 각광받고 있는 소재이다. 하지만 소재 특성 상 에너지 흡수율이 낮아 금속 적층제조에서 활용할 경우 분말의 용융이 어렵고, 반사율이 높아 일반 IR 레이저로 조사하게 되면 레이저 광학 미러에 손상을 줄 수 있다. 이런 특성으로 인해 업계에서는 생산하기 힘든 소재로 분류되어 왔다. 이를 해결하기 위해서 그동안은 구리 합금을 활용하여 순수 구리 대비 절감된 성능 수준에서 제작을 진행하거나, 파장이 상대적으로 짧은 그린(Green) 레이저를 활용하는 등 대체 방안을 마련하여 구리 제품을 생산해왔다. IR 레이저를 활용하더라도 1kW 급의 레이저 파워를 지닌 장비를 활용하면 생산이 가능했지만, 이 경우에는 상대적으로 고가의 장비를 활용해야 한다는 점이 걸림돌로 작용했다. 생산이 가능한 장비들도 대부분 파트를 생산할 수 있는 규격이 상대적으로 작다는 아쉬움이 있었다. 항공우주산학융합원은 이번 공정 개발을 통해 확보한 순수구리 시편을 토대로 분석을 진행한 결과 밀도 99.7%, 전기전도도 87% IACS를 달성했다고 밝혔다. 공정 개발에 활용한 장비는 GE의 M2 모델로, 400W 기반의 듀얼 IR 레이저를 가진 장비이다. 이 장비의 크기는 250mm×250mm이며, 높이 350mm까지 생산이 가능하다. 이를 통해 항공우주산학융합원은 범용적인 PBF DMLM 공정 기반 금속 3D 프린터의 400W IR 레이저로 중대형급 순수구리 부품 생산기술을 확보했다고 설명했다.   ▲ 항공우주산학융합원은 항공산업장비센터 적층제조 랩에 설치된 GE의 M2 장비를 이번 공정개발에 활용했다.   항공우주산학융합원은 이번 연구를 기반으로 밀도와 전기전도도를 한층 더 개선하는 연구를 진행할 예정이라고 밝혔다. 이 연구를 통해 인천 지역의 뿌리 산업을 신성장 동력 산업으로 도약시키는 생태계 조성은 물론, 신규 고용 창출과 해외 시장 진출에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 항공우주산학융합원은 “범용성이 높은 장비와 출력이 작은 IR 레이저로 이정도의 밀도와 전기전도도를 확보했다는 것은 주목할 만한 성과라고 할 수 있다. 향후에는 열처리 조건 개선을 통해 전기전도도 역시 99% IACS 이상을 달성할 수 있을 것”이라고 밝혔다.  인천시 항공과의 안광호 과장은 “금속적층제조는 형상 구현 자유도가 높은 방식이기 때문에, 기존의 기계가공으로 생산할 수 없던 많은 종류의 부품을 생산할 수 있다는 이점이 있다”면서, “다양한 곳에서 활용될 수 있는 순수구리를 금속 적층제조에 활용하여 생산할 수 있게된 점은 향후 항공우주산업 등 다양한 산업군의 발전을 한층 더 이뤄낼 수 있는 단초가 될 것이라 생각한다. 특히, UAM, 전기차 등 발전하는 친환경 미래 모빌리티 산업에 이바지할 수 있는 좋은 기회가 될 것”이라고 밝혔다. 항공우주산학융합원은 지난 2016년 산업통상자원부의 산학융합지구 사업을 기반으로 인천광역시가 항공 산업 육성을 위하여 인하대학교와 공동으로 설립한 비영리 사단법인이다. 최근에는 항공우주산학융합원으로 조직 명칭을 변경했다. 인천시는 금속 3D 프린팅 산업의 신규 비즈니스를 창출하고, 항공부품산업체 및 항공정비업체의 기업 역량 향상에 기여하며, 장기적으로 해외 항공부품물량 확보를 위한 기반을 구성할 수 있도록 항공우주산학융합원에 금속 3D 프린터 구매를 지원하였다.
작성일 : 2021-09-14
PrintRite3D : 3D 프린터 리얼타임 결함 모니터링 시스템
개발 : Sigma Labs 주요 특징 : 3D 프린터 멜트풀의 열측정값에서 이상값을 검출하여 결함을 예측. 제조공정에 리얼타임 조정 기능을 도입해 공정 품질 보증 및 제조 비용 절감 가능 공급 : Profitet     PrintRite3D는 파우더베드(PBF) 방식의 금속 3D 프린트 전용 멜트풀 온도 측정장치를 중심으로 3D 프린터의 결함을 리얼타임으로 모니터링할 수 있는 시스템이다. 개발사인 Sigma Labs는 미국 뉴멕시코에서 2010년 설립된 신생기업으로, 적층제조(AM) 내부 프로세스 품질 모니터링 기술을 가진 기업이다. 특히 분말소결방식(Laser Powder Bed Fusion)에 집중하여 관련 특허가 30여개에 이를 정도로 기술집약적 기업이다.   PrintRite3D의 주요 특징 항공우주 등 위험성이 높고 엄격한 관리를 요구하는 업계에 납품하는 부품을 제조하는 업체는 부품이 정확하게 제조되고 있는 것을 확인하면서 부품에 결함이 없다는 점을 확인할 필요가 있다. 적층제조를 사용해서 만들어진 부품이 품질보증기준을 만족시키고 있다는 것을 증명하는 방법은 2가지가 있다. 첫 번째는 파괴시험이고 두 번째는 컴퓨터 써모그래피(CT) 측정이다. 파괴시험에서는 테스트한 부품에 대해서는 품질 확인은 가능하지만, 모든 부품의 품질을 보증할 수는 없다. CT는 장비가 고가이면서 많은 시간이 소요된다. 또한 부품 내에 복잡한 기하학적 구조가 있는 경우에는 반드시 정확한 결과를 얻을 수 있다고 확신하기 어렵다.  PrintRite3D는 부품이 제조되는 도중에 실시간으로 적층된 금속재료의 열특성(IPQM-InProgress Quality Matrix)을 식별한다. 이 식별을 통해서 부품의 결함이 발생한 부분을 실시간으로 매핑한다. 이 IPQM 서멀 시그니처를 이용해서 부품 설계를 최적화할 수도 있다.    PrintRite3D의 제품 사양   PrintRite3D의 주요 기능 SPC-제조부품의 각 적층 레이어의 트렌드 2차원 온도 매핑 3차원 온도 매핑 자동 결함 감지 서포트 구조의 분리 실시간으로 각 적층 레이어간을 모니터링 AM 부품과 프로세스 설계 프로세스 후 분석 등     향후 지원 전략 현재 공급사인 Profitet은 일본을 중심으로 영업 활동을 하고 있으나, 향후 한국지사 설립 등 적극적인 영업을 전개해 나갈 예정이다. 또한, PrintRite3D는 트라이얼 프로그램을 제공하고 있다. 트라이얼 프로그램은 평가용 조형 디자인을 공급에 전달하면 디자인대로 조형하고 모니터링 데이터를 취득한다. 이후 보안 서버에 업로드된 모니터링 데이터를 14일간 액세스하고 분석할 수 있다.     기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2021-07-02
대량생산을 위한 메탈 3D 프린터 : SLM 시리즈
■ 개발 : SLM Solutions Group AG, www.slm-solutions.com ■ 주요 특징 : SLM 원천 특허기술 보유, 최대 4개의 레이저가 동시에 조사되는 멀티레이저 기술, 출력물의 기계적 물성치를 보존하는 독보적인 멀티 레이저 오버랩 전략, 혁신적인 가스 플로우 시스템, 양방향 리코터로 빠른 출력 속도, 작업자의 안전을 위한 완전 밀폐된 재료 핸들링 시스템, 자동 재료 순환장치, 실시간 통합 모니터링, 오픈 파라미터 시스템 ■ 공급 : 퓨전테크놀로지, 031-342-8263, www.fusiontech.co.kr   1. SLM 기술의 전문기업   그림 1. SLM280 앞의 작업자   SLM Solutions(SLM 솔루션즈)는 PBF 방식의 선택적 레이저 용융방식의 개발을 주도하여 최초의 SLM방식 특허를 출원한 공동 연구 개발자가 R&D팀으로 근무하고 있는 SLM 기술의 전문기업이다. 전세계에 500대가 넘는 SLM 장비가 설치되어 있으며 항공우주, 에너지, 자동차, 덴탈/의료 및 연구기관 등 다양한 분야의 세계 최고의 기업과 기관에서 SLM 장비를 활용하고 있다.  3D 프린터 장비부터 금속 합금 파우더 재료까지 직접 제조하며 특허 받은 다양한 혁신기술을 앞세워 금속 3D 프린팅 업계를 리드하고 있는 기업이다.   2. 멀티 레이저 기술의 개척자   그림 2. Quad Laser 탑재가 가능한 SLM500    그림 3. Quad Laser 탑재가 가능한 SLM500 내부 챔버   SLM 메탈 3D 프린터는 멀티 레이저 시스템이 적용돼 다중 레이저를 활용해도 출력물의 기계적 물성치에 변형이 없는 높은 수준의 품질을 가진 출력물 제작이 가능하다. SLM Solutions는 2011년부터 두 개의 400W 레이저를 탑재한 SLM280 Twin Laser 시스템을 출시했으며, 2013년에는 4개의 400W 레이저 혹은 4개의 700W 레이저를 선택할 수 있는 SLM 500 Quad Laser 시스템을 상용화했다. 멀티 레이저 기술을 개발하여 도입함으로써 PBF 방식에 단점으로 꼽히던 출력 속도의 한계를 개선하고, 대형 빌드 사이즈의 금속 3D 프린터를 제작할 수 있는 기반을 마련하였다. 현재 대량 생산을 위해 설계된 대형 빌드 사이즈를 갖춘 SLM500과 SLM800은 700W의 파이버 레이저 4개를 동시에 사용하여 171cm3/h의 빌드 속도를 자랑한다.   3. 멀티레이저 오버랩 전략   그림 4. SLM500 출력 진행 모습   멀티 레이저 오버랩 전략은 다수의 레이저가 함께 조사하며 중첩되는 부분에서 최적화된 레이저 경로를 전략적으로 설계하여 출력물의 물성치를 보존하는 기술로, 하나 이상의 레이저로 고품질 부품을 정밀하게 제작하는데 필요하다. SLM Solutions의 혁신 기술인 멀티 레이저로 제작한 부품과 단일 레이저로 제작한 부품을 비교할 때 동일한 밀도와 기계적 특성을 가진 제품을 출력함으로써 출력 안정성에 도움을 주는 혁신기술이다.   4. Sintered Wall 가스 플로 시스템   그림 5. SLM500의 Sintered Wall을 통한 가스 플로   빌드 프로세스 챔버는 내부환경을 청결한 상태로 유지하는 것이 매우 중요하다. 챔버 내부의 온도와 습도의 일관성을 유지하는 것뿐만 아니라 내부에 순환되는 가스의 청결도에 따라 최종 출력물의 기계적 물성치가 달라지기 때문이다. 2017년부터 SLM 금속 3D 프린터에 새롭게 적용된 Sintered Wall(미세 구멍이 뚫린 벽면)은 불활성 가스의 이동 경로를 최적화하여 출력 중 발생하는 튀는 재료 입자와 그을음을 매우 효과적으로 제거한다. 또한 불활성 가스의 최적 이동 경로의 설계 덕분에 레이저 빔이 조사되는 유리 표면에 발생하는 오염 또한 방지하여 안정적인 출력을 가능하게 한다. 이외에도 출력 중 사용되는 불활성 가스의 소모량도 줄일 수 있어 경제적인 시스템이다.   5. 완전 밀폐된 파우더 핸들링 시스템   그림 6. 자동 파우더 여과 시스템인 PSV   그림 7. 수동 파우더 씨빙 장치에 사용되는 파우더 전용 캔   사용자 편의성을 고려하여 설계된 SLM 장비는 작업자로 하여금 파우더 재료를 직접적으로 대면하지 않고 완전히 밀폐된 상태에서 다룰 수 있도록 한다. 옵션으로 준비된 PSV(자동 파우더 핸들링 장치)는 파우더의 공급부터 재활용을 위한 체질(씨빙 작업)까지 완전히 자동화되어 핸들한다. 추가로 선택 가능한 옵션인 PSM(수동 파우더 씨빙 장치)의 경우에도, 작업자는 파우더를 담는 전용 캔을 통해 파우더 공급부터 재활용까지 파우더를 직접적으로 닿지 않고 작업할 수 있다.   6. 양방향 리코팅 시스템   SLM만의 혁신적인 리코팅 시스템은 출력 중 새 레이어를 만들기 위해서 리코터 내부의 파우더 저장고에서 파우더를 도포함과 동시에 리코팅 작업을 진행한다. 이로써 파우더 피딩 챔버가 따로 필요하지 않아 장비의 전체 사이즈가 콤팩트한 장점이 있다. 또한 양방향 리코팅 시스템으로서 리코터가 한 방향으로 한 번만 이동하여 매우 빠른 리코팅 속도를 자랑하고, 레이저의 정지 대기시간을 줄여줘 출력속도가 빠르다.   7. 품질을 위한 모니터링 시스템, Additve Quality    그림 8. SLM 금속 3D 프린터 라인업   전 장비에 Additive Quality라는 시스템을 도입하여 장비가 운용되고 있는 전 과정에 대한 실시간 모니터링 서비스를 제공한다. 빌드 챔버 내부의 온도, 산소, 가스의 흐름 및 기타 변수들을 지속적으로 모니터링하고 기록함으로써 최종 출력물의 일관된 품질을 보증한다. 첫 번째로, 통합 센서의 실시간 데이터 기록과 Live Camera 기능은 SLM Solutions의 모든 장비에 기본적으로 내장된 모니터링 기능이다. 설치된 모든 센서들의 데이터를 매 2초마다 기록하는 기능은 챔버 내의 온도, 산소, 압력 및 필터 등의 장비 상태를 실시간 차트로 확인할 수 있으며 문서화 기록된다. 챔버 내부에 설치된 Live Camera는 실시간으로 챔버 내부를 영상 재생 및 기록한다. 이로써 출력 오류 발생시 문제점이 있는 부분을 영상으로 재생하여 세부적인 검토가 가능하다. 두 번째로 LCS(Layer Control System) 시스템이다. LCS는 매 레이어 층에 새롭게 코팅되는 재료의 불규칙성을 감지하고 각 레이어의 상태를 기록하여 문서화한다. 레이어에 재료가 도포되는 현황을 카메라 영상으로 감지하고 비전 시스템을 통해 문제점을 잡아낸다. 이를 통해 레이어 리코팅 시에 이상 발생 시 추가 리코팅을 진행하도록 미리 세팅할 수 있으며, 필요한 경우 리코팅 공정에서 문제가 발생하기 전에 미리 작업을 멈추게 한다. 세 번째로, MPM(Melt Pool Monitoring) 시스템은 레이저가 조사되어 베드에 닿을 시 발생하는 열의 파장을 측정하여 이 데이터를 그래프로 시각화한다. MPM에서 얻은 데이터는 출력 시 적용한 파라메터를 평가하거나 개발하는데 사용할 수 있는 자료로 활용되기도 하는데, 안전이 매우 중요한 부품을 생산할 시에는 MPM에서 수집되고 기록된 데이터가 품질 보증서의 역할을 한다. 만약 MPM에서 수집된 데이터가 불규칙할 경우 실제 제조된 부품에 이상을 초래할 수도 있어 MPM 데이터를 품질관리용 데이터로 활용할 수 있다.  네 번째로, LPM(Laser Power Monitoring) 시스템은 레이저 출력 목표 값과 실제 출력된 값을 계속적으로 측정하고 문서화하는 시스템으로 레이저 이상 시 발생하는 다운타임에 대한 조기 경고 시스템으로 활용될 수 있으며 최종 출력물의 품질을 보증하는 문서로도 활용할 수 있다. 앞서 설명한 통합 모니터링 시스템은 최상의 품질을 갖춘 출력물을 안정적으로 제작하기 위해 추가됐으며, 다수의 SLM 장비를 동시에 운용할 시 자동화된 편의 시스템을 제공해 주어 대량생산을 가능하게 하는 요소이다.   그림 9. 위상 최적화 설계 출력물   그림 10. ‘케이블 연결단자’용 금형에 여러 쿨링 채널을 적용하여 프린팅한 모습
작성일 : 2021-06-14
아레스 캐드 2020 : 조회 및 계산
데스크톱/모바일/클라우드를 지원하는 아레스 캐드 살펴보기 (11)   독일 그래버트(Graebert)의 아레스 캐드(ARES CAD)는 PC 기반의 아레스 커맨더(ARES Commander), 모바일 캐드 및 뷰어인 아레스 터치(ARES Touch), 클라우드 기반의 아레스 쿠도(ARES Kudo)로 구성되어 있다. 이번 호에서는 오토캐드와 호환되는 데스크톱 PC 기반의 아레스 커멘더 2020에서 조회 및 계산 기능을 알아보도록 한다.   ■ 천벼리 | 인텔리코리아 3D 솔루션 사업본부 주임으로 기술영업 업무를 담당하고 있다. 이메일 | ares@cadian.com 홈페이지 | www.graebert.co.kr 블로그 | https://blog.naver.com/graebert 유튜브 | www.youtube.com/GraebertTV   1. 도면요소 정보 표시 ‘GetProperties’ 명령을 사용하여 도면요소 유형, 도면층, 선 색상, 선 스타일, 선 가중치, 모드(모델 또는 시트), 해당 좌표, 유형별 기타 세부 정보를 포함한 도면요소의 세부 정보를 본다. 예를 들어, 호에 대해 GetProperties를 사용하면 그 중심점, 반지름, 시작점과 끝점 등의 추가 정보를 표시한다. 선에 대한 추가 정보로는 그 길이, X 평면에서의 각도, X 증분, Y 증분, Z 증분 길이 등이 있다.   (1) 도면요소 정보 표시하기 1) 명령 프롬프트에 GetProperties 또는 단축키 List를 입력한다. 그림 1   2) 그래픽 영역에서 도면요소를 선택한다.   그림 2
작성일 : 2021-04-02
의료용 임플란트를 위한 저산소 진공장치 금속 3D 프린터 개발
금속 3D 프린터와 공정기술   메탈쓰리디와 윈포시스 금속 3D 프린터 개발팀은 진공 챔버를 이용한 초저산소 환경에서 티타늄 등 희귀 금속을 정밀하게 프린팅할 수 있는 금속 3D 프린팅 장비를 발표했다. 이번 호에서는 금속 3D 프린터와 공정 기술에 대해 소개한다.   ■ 주승환 | 메탈쓰리디주식회사/윈포시스 CTO, 한국적층제조사용자협회 회장, 인하대 교수, 산업부 및 미래부의 3D 프린팅 기술로드맵 수립위원이다. 국내 금속 3D 프린터 개발자이고 금속 공정 개발 전문가이다. 이메일 | jshkoret@naver.com 홈페이지 | www.kamug.or.kr   기존 금속 3D 프린터의 경우 기술적인 부분과 비용적인 부분으로 인하여 저산소용 챔버를 이용한 가공 방식으로 제작되었는데, 고온에서 적은 용존 산소와 반응하는 티타늄의 재료적 특성으로 인해 티타늄 가공 품질과 분말의 재사용 등의 문제가 발생하곤 했다. 고진공 상태를 이용한 전용 챔버로 대체하여 가공할 경우 티타늄의 재료적 특성을 유지하고 반복적인 사용이 가능하기 때문에 티타늄 금속 3차원 프린팅 제품의 품질은 급격히 상승하며 제작 비용이 감소되어 경제 및 산업적인 파급력이 크다.   1. 기술 개발 내용 ■ 진공 챔버를 사용한 인장강도 1100MPa 이상의 티타늄 제품용 금속 3D 프린터를 위한 기술 개발과 티타늄 가공 공정 개발 ■ 진공 챔버 내의 산소 제어 기술 개발 ■ 고진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터 기술 개발 ■ 진공도 10^-5 torr의 고진공 챔버 개발 완료 ■ 고진공 챔버 내 3축 이동 장치 및 가스 정화 장치 관련 기술 개발 ■ 진공 챔버 내의 산소 제어 기술 개발 ■ 산소 농도 50PPM 이내의 저산소 제어 기술 개발 ■ 산소 농도 50PPM 이내의 저산소 측정 기술 개발 ■ 인장강도 1100MPa 이상의 티타늄 제품용 공정 개발 ■ 기계적 성능 향상을 위한 용융 공정 기술 개발 ■ 기계적 성능 향상을 위한 후처리 공정 기술 개발   그림 1. 진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터   2. 저산소 진공장치 금속 3D 프린터의 기술적 성과 티타늄 소재를 정밀하게 가공할 수 있는 금속 3D 프린팅은 기존에는 불가능하다고 여겨졌던 제품을 생산할 수 있는 기반 기술이다. 고진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터를 이용한 초정밀 가공은 새로운 제품의 생산 공정을 변혁시킬 수 있다. 레이저를 사용한 PBF(Powder Bed Fusion) 방식인 고진공 챔버를 사용한 금속 3D 프린터 장비가 국내에서 개발된다면, 독일 등의 금속 3D 프린팅 선진국과 유럽의 공정 기술을 앞설 수 있는 계기를 확보할 수 있다. 또한 다음과 같은 시장에 진출할 수 있다.
작성일 : 2021-03-02
메탈3D 프린팅 양산용 공정 모니터링 소프트웨어
MPT의 원리 및 주요 기능   MPT(Melting Pool Tomography)는 금속 3D 프린터의 가공 검사 시스템으로, 측정 원리는 가공 시 스캐너로부터 레이저가 조사된 후 레이저가 금속 파우더를 용융시킬 때 발생하는 빛(Melting Pool의 반사광)을 역으로 감지해 밝기의 강약을 측정하는 것이다. 이번 호에서는 MPT의 원리와 주요 기능에 대해 소개한다.   ■ 주승환 | 한국적층제조사용자협회 회장, 인하대 교수, 산업부 및 과기부의 3D 프린팅 기술로드맵 수립위원이다. 국내 메탈 3D 프린터 개발자이고 메탈 공정 개발 전문가이다. 이메일 | jshkoret@naver.com 홈페이지 | www.kamug.or.kr   PBF(Powder Bed Fusion) 방식의 금속 적층공정 중 가공물의 형태, 밀도 등의 변수들을 모니터링할 수 있는 방법 중 대표적인 것이 X-ray(엑스레이) 검사 방법이다. 하지만 X-ray 검사는 금속 합금의 원소 성분의 밀도 및 원자번호가 증가함에 따라 X-ray로 검사 가능한 에너지의 한도가 커져 수백만 볼트 이상으로 촬영해야 한다. 이러한 문제를 가진 X-ray 방식은 검사시간이 느리고 많은 금액이 필요하며, 방사선차폐 시설이 필요하다. 또한 복잡한 내부 기하학적인 구조를 가진 출력물을 완전히 검사하는 것이 매우 어렵고, 금속 3D 프린터의 적층가공 시 금속 파우더에 고출력 Ytterbium-Fiber 레이저를 조사하여 실제 금속 파우더의 Melting이 정확하게 진행되고 있는지 확인이 불가능하다. 이에 대한 해결 방안이 MPT(Melting Pool Tomography)이다. PBF 공정 기준으로 레이저가 한번 지나갈 때 보통 20~60μm 두께 정도 용융되는데, 공정 조건에 따라 용융 부족(Lack of Fusion)과 과용융(Over-melting)이 발생할 수 있다. 이는 품질과 제품의 구조적 성능에 문제를 발생시킬 수 있다.  파우더가 용융되면서 적층될 때 여러 가지의 인자들이 영향을 준다. 레이저의 파워, 소재별로 흡수 가능한 최대 에너지, 레이저의 직경, 용융 온도 등에 따라 레이저에 의한 용융 상태를 평가해 볼 수 있다. 또한 이러한 용융상태(멜트풀 : Melt Pool)를 기반으로 하는 공정의 평가가 가능하며, 적층가공 시 레이저의 방향 및 조건에 따라 소재의 구조적인 물성 변화를 통해 예측이 가능하다. MPT 방안은 레이저별로 진행되는 금속 3D 프린터 공정에서 각 레이저에서 발생하는 에너지를 모니터링하고 이를 3차원으로 구성하여 전체 적층가공물을 확인할 수 있다. 실시간 모니터링과 동시에 결과물에 대한 품질 보증을 제공하는 시스템이 MPT이다.   1. MPT의 원리 및 특징    MPT는 ‘High-speed camera(고속도카메라)’와 ‘Photodiode sensor(포토다이오드 센서)’ 총 2가지의 센서를 이용한다. 그레이 스케일(Gray Scale)과 컬러(Color)로 이미지가 생성되며 분석 알고리즘에 의해 크기 데이터를 판별해낸다.   그림 1   고속 카메라의 영상처리에는 CPU의 병렬처리(Parallel processing)를 이용해 수천장의 이미지 분석과 데이터를 빠른 속도로 취득할 수 있다.   그림 2. High-speed Camera로 감지한 멜팅풀의 크기(컬러 변환)
작성일 : 2021-02-01
오토데스크, 넷팹과 퓨전 360을 통합해 설계-적층제조 워크플로 강화
오토데스크는 자사의 퓨전 360(Fusion 360) 솔루션 제품군에 넷팹(Netfabb) 도구를 추가하여 적층제조와 설계의 통합을 강화할 계획이라고 밝혔다. 오토데스크는 2020년 8월 CAM 소프트웨어인 파워밀(PowerMill)과 퓨전 360을 통합했는데, 여기에 넷팹을 추가함으로써 퓨전 360의 설계-생산 연계 범위를 적층제조까지 확장하게 될 것으로 보인다.   ▲ 제너레이티브 디자인으로 만든 형상의 3D 프린팅 준비(출처 : 오토데스크)   퓨전 360은 단일한 데이터 모델을 사용하는 클라우드 기반의 설계 및 제조 플랫폼이며, 넷팹은 3D 프린팅 작업 공정을 최적화하는 적층가공(AM) 전문 소프트웨어이다. 오토데스크의 설명에 따르면, 퓨전 360과 넷팹의 통합은 기존 넷팹 가입자가 이용 중인 넷팹 서브스크립션(subscription)에 퓨전 360이 추가되는 형태가 될 것으로 보인다. 넷팹과 함께 퓨전 360의 모델링, 제조, 문서화 등의 기능을 활용할 수 있게 되는 것이다. 또한, 넷팹 프리미엄 가입자에게는 퓨전 360의 추가기능인 애디티브 빌드 익스텐션(Additive Build Extension)이, 넷팹 얼티메이트 가입자에게는 애디티브 빌드 익스텐션과 애디티브 시뮬레이션 익스텐션(Additive Simulation Extension)이 제공된다. 2020년 10월 출시된 애디티브 빌드 익스텐션은 금속 분말 베드 융합 기능 과 지능형 방향 지정 및 서포트 구조 생성 등 금속 PBF(Powder Bed Fusion) 관련 기능을 제공한다. 1월 출시 예정인 애디티브 시뮬레이션 익스텐션은 3D 출력을 시작하기 전에 문제를 파악하는데 도움이 되도록 3D 프린팅 시뮬레이션을 할 수 있다.   ▲ 퓨전 360에 추가되는 애디티브 시뮬레이션 익스텐션(출처 : 오토데스크)   오토데스크의 퓨전 360 적층 기술 부문 시니어 제품 매니저인 Sualp Ozel은 “적층 제조는 시장 출시 기간 단축, 제품 경량화, 폐기물 감소 등의 이점을 제공하는 혁신적인 기술 중 하나이다. 오토데스크는 설계 및 제조 프로세스를 지연시키는 장애물을 제거하고, 하나의 도구 모음 안에 매끄러운 작업 흐름을 만들고자 한다. 이러한 변화는 혁신적인 제품을 개발하고 제조하는 데 필요한 도구를 제공하기 위한 것"이라고 설명했다.
작성일 : 2021-01-12
AM 시뮬레이션의 정의 및 종류
3D 프린팅 신시장 창출의 열쇠 DfAM (2)   적층제조(AM)는 디자인된 기본 설계를 바탕으로 특수한 형상(Feature)이나 이종 소재로 구현이 가능하도록 쉽게 제어가 가능하기 때문에 고도화된 맞춤화를 실현하는데 매우 유용하게 활용될 수 있다. 이번 호에서는 AM 시뮬레이션의 정의와 종류에 대해 소개한다.   ■ 주승환 | 한국적층제조사용자협회 회장, 인하대 교수, 산업부 및 미래부의 3D 프린팅 기술로드맵 수립위원이다. 국내 메탈 3D 프린터 개발자이고 메탈 공정 개발 전문가이다. 이메일 | jshkoret@naver.com 홈페이지 | www.kamug.or.kr   1. AM 시뮬레이션이란 무엇인가 (1) AM 시뮬레이션이 필요한 이유 적층제조(AM : Additive Manufacturing)는 고도화된 맞춤화를 실현하는데 매우 유용하게 활용될 수 있다. 단번에 맞춤화된 제품을 생산하는 능력은 생산 비용과 소재 낭비를 크게 줄이는 동시에 사용자 만족도와 기업 이윤을 크게 향상시킬 수 있다. 금속제품의 개발단계에 적층제조 기술의 적용은 전략적으로나 재정적으로 큰 효과가 알려지고 있다. 하지만, 모든 기업으로 일반화되지 못하고 주로 고비용의 정교한 제품 설계가 요구되는 항공회사와 같은 대기업을 중심으로 적용되고 있다. 이것은 금속 적층제조에 사용되는 프린팅 장비가 고가이고 소재 분말의 비용이 현저히 높으며, 기술적으로 초기 단계에 실패율이 높아 개발 환경 구축 초기 비용이 크게 발생하기 때문이다. 기본적으로 금속 AM 부품 제조 시 발생하는 문제점은 <그림 1>과 같다. 기존의 적층 방식은 먼저 디자인된 파트를 가지고 와서 빌드를 준비하기 위해서 전처리과정을 거치게 된다. 전처리를 하면서 서포터를 만들고 서포터를 생성하고, 바로 장비에 올려서 빌드를 진행하게 된다. 하지만 이렇게 빌드하게 되면 일반적으로 대부분의 고객들은 시행착오를 많이 거치게 된다. <그림 1> 같이 파트의 파괴, 서포터 파손, 와이어 커팅 후 변형 등 잔류응력으로 인한 흔한 악순환을 겪게 된다. 이런 여러 번의 문제점들을 겪고 나서야 최종적으로 원하는 제품을 얻는 이런 시행착오를 심각하게 겪고 있다.   그림 1. 금속 AM 부품 제조 시 발생하는 문제점   머터리얼라이즈는 “금속 3D 프린팅을 이용한 적층제조에서 전체 비용 중 75% 이상이 출력 공정에 들어가며, 시험 출력이나 실패한 출력물 등에도 많은 비용이 발생한다. 또한, 복잡한 기하학적 구조의 3D 프린팅 출력물인 경우 평균 15%가 실패한다”고 말했다. 또한 지멘스는 “현재 금속 3D 프린팅 작업을 완성하는데 평균 3~5회의 시도가 필요하며, 금속 분말을 사용하는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식으로 적층한 출력물에서 발견되는 공통적인 결함은 거친 표면, 비경화된 분말, 불순물 혼입, Layer Defects 현상, Voids 현상 등이 있다”고 설명했다. 이와 같이 금속 3D 프린팅에서 단 한 번에 완성된 출력물을 만들어내지 못하고 실패가 반복되는 것은 새로운 장비, 축적된 기술의 부재, 생소한 제조 파라미터의 조정, 경험 부족, 다양한 결함 등에 요인이 있을 수 있다. 이러한 요인을 최소화하거나 최적화함으로써 시행착오적 실패를 줄일 수 있으며, 이것은 소프트웨어적으로 상당 부분을 해결할 수 있다.
작성일 : 2020-12-31