일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.11.14

JIMTOF 2022
조형 속도 5배 빠른 금속 3D프린터
Digital Metal이 개발, 표면 품질도 우수

3D프린터를 개발/제조하는 미국 마크포지드(Markforged) 산하의 스웨덴 Digital Metal은 조형 속도가 자사의 기존 기기에 비해 5배나 빠른 금속 3D프린터 ‘DMP/PRO’를 개발했다. 2023년에 발매 예정이다. 일본에서는 Nidec Machine Tool(시가현)을 통해 제공한다.

Digital Metal은 평평하게 깔아 놓은 금속가루에 노즐에서 선택적으로 결합제(바인더)를 분사해 굳히는 ‘Binder Jetting(BJT) 방식’의 금속 3D프린터를 개발하고 있다.

이번에 개발한 DMP/PRO는 2018년에 판매한 기존 기기 'DM P2500'에서 바인더를 토출하는 노즐의 모양을 변경해, 표준 조형 속도가 500㎤/h로 기존 대비 5배 향상되었다. 참고로 표준 조형 시의 소결 전의 한 층의 두께는 42μm이다. 한 층을 60μm로 두껍게 조형하는 모드에서는 최속 1000㎤/h의 속도로 조형할 수 있다.

구체적으로 기존 기기가 폭 12.5mm의 노즐 헤드를 2개 탑재한 반면, DMP/PRO는 222mm로 폭을 넓힌 노즐 헤드를 1개 탑재했다. 이 노즐 헤드는 7만 400개의 잉크 노즐을 갖추고 있어, 15.5kHz 주기로 바인더 액적을 2pL(피코리터)씩 토출한다. 노즐 헤드 폭이 넓어짐에 따라 시간당 바인더의 토출량이 늘면서 조형 효율이 높아졌다.

노즐 헤드의 움직임도 보다 효율적으로 되었다. 기존에는 폭이 좁은 노즐 헤드였기 때문에 노즐 헤드는 조형 영역 내의 끝에서 끝으로 지그재그로 움직여 면 전체에 바인더를 토출했다. 폭이 넓은 신형기의 노즐 헤드는 조형 영역의 한쪽 끝에서 직선적으로 움직이기만 해도 면 전체에 바인더를 토출할 수 있다.

-- 기밀성을 부여해 알루미늄과 티탄을 사용하기 편하게 --
DMP/PRO는 조형실이 기밀성을 갖췄다는 것도 특징이다. 기존 기기는 밀폐되어 있지 않았다. 기밀성을 갖춤으로써 산소 등의 영향을 받기 쉬운 티탄이나 알루미늄계 재료를 다루기 쉬워진다.

신형기의 조형 영역은 폭250×깊이217×높이70(옵션으로 186)mm, 장치의 외형 치수는 폭2700×깊이1000×높이1700mm, 장치 중량은 2t으로 기존 기기와 같다. 우선은 치과, 시계 등의 장식품, 공업용 노즐 등 이미 채용 실적이 있는 분야에서 활용을 전망한다.

조형의 고속화에 대한 요구는 강하다. BJT 방식의 3D 프린터를 개발하는 동업 타사도 고속화된 장치를 판매하고 있다. 그 중에서도 Digital Metal의 제품은 조형 속도만이 아니라 표면 품질이 뛰어나다. 예를 들어, 기존 기종인 DM P2500에서도 후공정 없이 평균 6μm의 표면 거칠기(Ra)로 조형할 수 있다고 한다.

2022년 11월 11일에는, 도쿄 빅사이트에서 개최 중인 '제31회 일본국제공작기계박람회'(22년 11월 8~13일)와 동시 개최하는 '제19회 국제공작기계기술자회의'(IMEC 2022)에서 Digital Metal의 CEO인 Christian Lonne 씨가 강연을 통해 DMP/PRO에 대해서도 소개했다.

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