Home / 3D프린팅 / SAF™ 기술로 생산 능력을 극대화 – 스트라타시스의 양산용 3D 프린터 H350™
서포터즈 신청하기

SAF™ 기술로 생산 능력을 극대화 – 스트라타시스의 양산용 3D 프린터 H350™

스트라타시스의 신규 H 시리즈™ 생산 플랫폼은 대량 생산 요구를 충족할 수 있도록 설계된 선택적 흡수 융합(SAF™, Selective Absorption Fusion) 기술을 기반으로 한다. SAF는 ASTM에서 정의한 PBF, 즉 분말 소결 방식 3D 프린팅 공정의 한 범주다. 이 기술은 적외선 흡수 용액을 사용하여 폴리머 파우더를 융합한다. 이 용액은 특정 레이어에서 파트의 모양을 만드는 데 필요한 위치에 선택적으로 적용된다. 적외선 감지 용액이 프린터의 퓨즈 램프에 노출되면 주변 재료보다 더 높은 온도로 가열된다. 용액은 ‘선택적으로’ 파우더 입자를 서로 융합하며, 인접한 재료는 융합되지 않은 상태로 둔다. 매우 안정적인 프린트 헤드, 엄격한 열 제어 및 파우더 관리 시스템을 활용하는 SAF 기술은 다른 형태의 PBF 프린팅에 대한 새로운 대안이 되고 있다.


View-06_Left Persp_Hood Closed_On Faded Floor

선택적 흡수 융합 – SAF 기술
SAF의 주요 차이점은 폴리머 파우더의 분산, 가열 및 융합 과정에 있다. SAF 기술은 단 하나의 고흡수성 용액으로 높은 수준의 세밀한 파트를 제작할 수 있다. SAF 기술만의 특별한 파우더 관리는 넓은 단면적을 프린팅할 경우에도 다음 레이어 전체에 분사할 수 있는 충분한 파우더를 유지하며 파우더 손상을 줄여준다. 그 결과 열 안정성이 향상되어 파트 반복성 및 재료 특성 일관성을 가져와 더 나은 결과물을 제공한다.

SAF 기술은 최종 사용 부품(End-Use Parts)에 대해 대량 생산 수준의 처리량을 제공하는 새로운 산업 등급의 적층 제조 기술이다. 10년 이상의 R&D 역사를 자랑하는 SAF 기술 기반의 3D 프린터는 양산 부품 수준의 처리량에서도 부품당 경쟁력 있는 비용뿐만 아니라 높은 만족도 및 생산수율을 보장하는 부품 품질, 일관성, 신뢰도를 제공한다. 

SAF 기술은 역회전 롤러로 분말(powder) 층을 프린트 베드에 코팅하고 흡수제 유체를 프린트해 부품 레이어를 이미지화한다. 해당 레이어는 프린트 베드 전체 범위가 IR 램프를 통과하며 융합된다. SAF 기술은 프린트 베드 전체에 걸쳐 동일한 방향으로 이러한 주요 공정 단계를 실행해 제작 시 배치에 관계없이 균일한 열을 전달하고 부품 일관성을 유지한다.

SAF 기술은 단 하나의 고흡수성 용액으로 높은 수준의 세밀한 파트를 제작할 수 있다. 사진은 SAF 기술이 사용된 H350으로 제작된 파트.

SAF 기술은 단 하나의 고흡수성 용액으로 높은 수준의 세밀한 파트를 제작할 수 있다. 사진은 SAF 기술이 사용된 H350으로 제작된 파트.
SAF 기술은 단 하나의 고흡수성 용액으로 높은 수준의 세밀한 파트를 제작할 수 있다. 사진은 SAF 기술이 사용된 H350으로 제작된 파트.

빌드 플랫폼 전체에서 균일한 제어
파트 개수와 상관없이 제조 일관성을 유지하려면 변하지 않고 신뢰할 수 있는 공정이 필요하다. SAF 기술은 프린터 베드 내에서 균일한 온도 프로파일을 유지하여 일관되고 반복 가능한 결과를 제공한다. 이 기능은 다른 PBF 프린팅 솔루션에 비해 파우더, 열 및 고흡수성 용액을 활용 시에 발생하는 근본적인 차이 때문에 가능하다. 고흡수성 용액은 적외선을 흡수하는 용액으로, 파우더를 융합하여 파트를 제작한다.

일관적이고 효율적인 분말 관리
폴리머 파우더를 프린터 내에서 관리하고 분사하는 방식은 프린터 성능과 파트 결과물에 직접적인 영향을 미친다. SAF 기술의 혁신적인 Big Wave™ 분말 관리 시스템은 필요한 분말을 항상 프린트 베드 전체에 분산되도록 함으로써 크고 열적으로 안정된 분말을 유지한다. 초과한 분말은 열 노출을 최소화하고 노화를 줄일 수 있도록 빠르게 재순환돼 새로 사용되는 분말의 양이 줄어들고 운영 비용이 절감된다.

캡처16

파트 개수와 상관없이 제조 일관성을 유지하려면 변하지 않고 신뢰할 수 있는 공정이 필요하다. SAF 기술은 프린터 베드 내에서 균일한 온도 프로파일을 유지하여 일관되고 반복 가능한 결과를 제공한다.
파트 개수와 상관없이 제조 일관성을 유지하려면 변하지 않고 신뢰할 수 있는 공정이 필요하다. SAF 기술은 프린터 베드 내에서 균일한 온도 프로파일을 유지하여 일관되고 반복 가능한 결과를 제공한다.

산업용 프린트 헤드를 통한 효율적인 에너지 흡수 유체
SAF 기술은 고흡수성 HAF™ 유체를 단 한 번의 전폭 통과로 분말 형태의 재료 층 영역에 선택적으로 분사하는 데 사용된다. 이를 위해 프린트 헤드가 가혹한 환경에서 굉장히 많이 활용되는 세라믹 타일 프린팅 산업과 같은 다양한 산업 환경 및 애플리케이션에서 검증된 압전(Piezo-electric) 프린트 헤드를 사용한다. SAF 기술을 위해 선택된 프린트 헤드에서 프린트 용액은 효율적인 냉각제 역할을 하고 노즐 상태를 유지한다. 이와 같이 검증된 헤드 설계를 통해 성능이 오래 지속되고 이에 따라 운영에 드는 비용이 감소하며 사실상 운영 중단이 발생하지 않는다. 

압전 프린트 헤드는 용융점이 높은 폴리머를 융합하는 데 필요한 고온 환경을 견딜 수 있고, 처리량에 영향을 미치지 않으면서 미세한 디테일 또는 넓은 영역을 만들기 위해 유체를 한 방울 또는 여러 방울 분사한다. 고유하고 특수한 기능성 유체를 지원해 다양한 유형의 분말을 처리하는 이 기술은 선택된 영역과 기본 입자에는 적외선 에너지를 방사해 융합한다. 엄격한 열 제어로 뒤틀림, 품질 저하 등을 방지하고 베드에 필요한 최고 온도를 줄이는 SAF 기술은 양산 부품에 가장 이상적인 기술이다. 

오머 크리거(Omer Krieger) 스트라타시스 제품 전략 및 기업 개발 부사장은 “기업들이 더욱 민첩하고 효율적으로 움직이면서 3D 프린팅은 전 세계적으로 다양한 산업의 제조 생산 과정을 크게 변화시키고 있다”며 “그것이 제조 부품을 스트라타시스 사업 전략의 핵심으로 꼽는 이유”라고 설명했다. 그는 “SAF 기술은 차량, 소비재, 가전, 산업 장비 등의 산업에서 적용 가능성을 보이며 새로운 기회를 창조해내는 혁신 기술”이라며 “SAF 기술은 전통적인 생산 과정으로부터 변화를 주도할 것이며 앞으로는 적층 제조로만 제조 가능한 제품들이 등장할 수 있을 것”이라고 내다봤다. 

스트라타시스 내부 시장 분석에 따르면 2025년까지 3D 프린팅 산업에서 제조 산업은 약 250억달러 규모로 성장할 전망으로 가장 큰 성장 가능성을 보이고 있다. 마켓 리서치 기업 CONTEXT 역시 2020년에서 2024년까지 폴리머 분말 베드 기술 기반의 프린터 수익이 연평균 21%의 성장률을 보일 것으로 예상했다. FDM 및 Origin P3™ 기반의 3D 프린터를 갖춘 스트라타시스는 툴링부터 최종 사용 부품까지 제공하며 대부분의 생산 산업에 적용 가능한 유리한 입지를 선점하고 있다. 

스트라타시스는 SAF 기술 기반의 H 시리즈 생산 플랫폼 개발을 통해 다양한 산업에서 적용 가능성을 확장하고 있다. SAF 기술은 폴리아미드, 탄성중합체와 같은 다양한 종류의 재료를 처리할 수 있으며 스트라타시스는 여러 유망 화학 기업들과의 파트너십을 통해 더욱 빠르게 신소재를 시장에 내놓을 전망이다.

H350은 생산 일관성, 경쟁력 있고 예측 가능한 부품당 비용, 수천 개에 달하는 부품 생산에도 완벽한 제어를 제공하도록 설계됐다. 특히, H350 프린터는 SAF 기술로 3D 프린팅된 약 12개의 부품을 자체 포함한다.
H350은 생산 일관성, 경쟁력 있고 예측 가능한 부품당 비용, 수천 개에 달하는 부품 생산에도 완벽한 제어를 제공하도록 설계됐다. 특히, H350 프린터는 SAF 기술로 3D 프린팅된 약 12개의 부품을 자체 포함한다.

 

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.

답글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다. 필수 입력창은 * 로 표시되어 있습니다.