일본산업뉴스요약

금형의 최적 제조 조건 확립
홋카이도 산학관, 3D 프린터 활용

홋카이도립 종합연구기구 공업 시험장은 무로란공업대학, 사카이기연과 공동으로 금속 3D 프린터의 금형 조형에 적합한 제조 조건을 확립했다. 양산에 견딜 수 있는 경도의 머레이징 강 분말을 이용해 레이저 조사 조건 및 열 처리 조건 등을 파악했다. 3D 프린터로 복잡한 구조의 금형 제조가 가능해져 제품 품질 및 생산성 향상을 실현할 수 있다.

머레이징 강은 철에 니켈 및 코발트 등을 함유해 강도 및 강인성에 뛰어나다. 3D 프린터의 레이저 조사 조건에서는 적층 두께가 40마이크로미터에서 공극이 작아지는 것을 확인했다. 3평방미터 당 6줄의 열량을 가해 레이저 초점의 직경을 0.3mm로 좁히면 품질이 좋아지는 것을 파악했다.

이러한 조건을 토대로 플라스틱 사출 성형용 금형을 3D 프린터로 제조한다. 금형 내부에 냉각용 수냉관을 제작했다. 30도C의 물로 기존 방법의 3분의 1인 20초 동안 냉각하면 성형품의 수축 및 변형을 억제할 수 있다는 점을 확인했다. 금형 내부에 수냉관이 있는 금형 제조가 가능해져 플라스틱 사출 성형품의 제품 수율 및 생산성 향상을 구현한다.

홋카이도립 종합연구기구 공업 시험장은 이러한 제조 조건들의 확립으로 금속 3D 프린터의 복잡한 구조의 금형 및 깊은 조형, 다공질 재료 및 격자 구조의 제작이 가능해질 거라고 본다. 도내 기업에 기술 이전해 보급을 촉진할 생각이다. 홋카이도의 사출 성형용 금형의 출하 액에서 5% 확대 및 플라스탁 제품의 출하 액에서 1%의 생산량 증가 등 경제효과를 기대한다. 구체적인 내용은 30일에 삿포로시 내에서 개최되는 ‘공업 시험장 성과 발표회’에서 소개한다.

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