마인드 맵 갤러리 적층 제조 공학
광조형 기술(SLA), 적층고체 제조 기술(LOM), 융합 증착 모델링 기술(FDM), 선택적 레이저 소결 기술(SLS), 선택적 레이저 용융 기술(SLM), 전자빔 선택적 용융 기술(EBSM)을 포함하여, 레이저 엔지니어링 넷 쉐이핑 기술(LENS) 등
2024-12-10 22:29:44에 편집됨Find a streamlined guide created using EdrawMind, showcasing the Lemon 8 registration and login flow chart. This visual tool facilitates an effortless journey for American users to switch from TikTok to Lemon 8, making the transition both intuitive and rapid. Ideal for those looking for a user-centric route to Lemon 8's offerings, our flow chart demystifies the registration procedure and emphasizes crucial steps for a hassle-free login.
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적층 제조 공학
SLA(스테레오리소그래피)
원칙
공정 원리: 빛 에너지를 사용하여 액체 수지 재료를 응고시키고, 빛 에너지의 모양을 제어하여 수지를 층별로 응고시킨 후 필요한 3차원 고체 부품에 축적합니다.
노출 방식
표면 노출
정전 마스크 방식
디지털 광처리 기술(DLP 프로젝션 방식)
액정 디스플레이(LCD)
포인트 노출
SLA(스테레오리소그래피)
일반적인 스캔 방법
X.Y축 스캐닝 방식: 성형 범위가 크고 속도가 느림
검류계 스캐닝 방법: 작은 성형 범위, 빠른 속도, 높은 비용
재료
요소
광개시제: 자외선 에너지를 흡수하여 중합 반응을 시작합니다.
올리고머: 경화 후 특성을 결정하는 재료의 대부분
단량체 희석: 점도 조정, 경화 반응에도 참여하여 경화 필름의 성능에 영향을 미침
경화 필름은 경화 재료의 각 층입니다.
기타 재료: 다양한 용도에 따라 추가됨
성형 가능 여부, 즉 성형 후의 형상 및 치수 정밀도
자연 요구 사항
경화 전 안정적인 성능, 가시광선 하에서는 중합 반응이 일어나지 않음
낮은 점도
좋은 감광성
작은 경화 수축
경화 후 기계적 강도, 내식성 및 열 안정성이 우수합니다.
낮은 독성
분류
자유라디칼 광경화성 수지
양이온성 광경화성 수지
하이브리드 감광성 수지
기능성 감광성 수지
시스템 하드웨어 구성
레이저(320nm-370nm)
광학계
스캐닝 조사 시스템
적층 오버레이 응고 성형 시스템
장비 구성
레이저 및 검류계 시스템
플랫폼 리프팅 시스템(스크류 드라이브)
액체 저장 탱크 및 수지 처리 시스템
제어 시스템
프로세스
빛의 경로
환경
수지 도포 시스템(스퀴지)
적층고형제조기술(LOM)
장인정신
원리: 시트를 층별로 절단한 후 쌓아서 형성합니다.
제한된 재료로 인해 현재 응용 프로그램이 거의 없습니다.
코팅공정
코팅 형태
균일형 : 슬릿 스크레이퍼 사용
비균일형(응력집중을 줄일 수 있으나 장비가 고가임)
줄무늬
입자
코팅두께 : 최대한 얇게 접착력을 확보하면서
재료
종이 재료
본체: 내습성, 젖음성 우수, 인장 강도, 수축률, 박리 성능 우수, 연마 용이, 표면 매끄러움, 안정성
핫멜트 접착제
우수한 핫멜트 냉각 특성
반복되는 용융 및 응고 조건에서도 우수한 물리적, 화학적 안정성을 유지합니다.
용융상태에서는 종이재료와의 코팅성이 좋고 균일성이 좋습니다.
종이와의 접착력이 충분함
폐기물 분리가 잘됨
플라스틱 필름
금속박
장비
기계 시스템: 다축 소형 레이저 가공 시스템
본체: 설치형, 고정형 액츄에이터
레이저 스캐닝 시스템
검류계는 가장 광범위하게 스캔합니다(높은 정밀도 및 효율성).
레이저(미광)
빔 확장기(빔 확장기 시준)
다이나믹 포커스 렌즈
검류계
재료 공급 장치: 방향성, 정량적, 장력 운반, 오류 경보
핫프레스 라미네이팅 장치
배기 및 연기 배출 장치: 그린 클리닝
컴퓨터 제어 시스템
원자 램프
냉각기
후처리
스크랩 스트리핑
손으로 벗기기: 종이 원료
가열 박리: 고온으로 왁스 지지 구조를 녹입니다.
화학적 박리: 화학 용액이 지지 구조를 용해시킵니다.
수리, 광택, 광택
표면처리 : 페인트 등으로 코팅하여 성능 및 수명 향상
장점과 단점
장점: 효율성 향상, 비용 절감, 재료 저렴, 전체 섹션을 스캔할 필요 없음, 지지대 고려할 필요 없음
단점: 적층 방향의 인장 강도가 낮고 수분을 흡수하고 변형되기 쉽고 폐기물을 수동으로 벗겨내야 하며 시간과 노동 집약적이며 가공 중에 변형되기 쉽고 표면에 계단 패턴이 있습니다. 공작물의
응용 분야: 무거운 구조 부품 모델, 물리적 외관 모델, 모래 주조 고속 금형 마스터, 제화 산업 등
융합 증착 모델링(FDM)
장인정신
원리: 필라멘트 또는 입상 핫멜트 재료는 가열 및 용융되어 노즐을 통해 압출되어 층별로 형성됩니다.
프로세스
전처리→시제품 제작→후처리
프로토타이핑: 3D 모델링 → 프로세스 매개변수 공식화
재료
성형재료
단일성형재료(널리 사용) : ABS, PLA, PEEK, 파라핀, 나일론, TUP, PC, PPSF
복합성형재료(널리 사용되지 않음) : 매트릭스재료(왁스, 플라스틱) 보강재료(금속분말, 세라믹분말 등)
온도변화에 따라 나타나는 유리상태 → 고탄성상태 → 점성유동상태(압출에 적합)
서포트 재료: 표면을 손상시키지 않고 성형 부품에서 쉽게 제거 가능
수용성 지지체의 경우 비눗물을 사용할 수 있습니다.
성능 요구사항: 더 넓은 녹는점-산화점 온도 범위
고분자 재료의 열물리적 특성
열적 특성: 열전도율 계수
유변학적 특성: 용융 점도
융합 증착 공정에서는 가열 챔버 온도와 와이어 공급 속도의 합리적인 일치가 필요합니다.
온도가 증가함에 따라 감소
압력이 증가함에 따라 증가
전단율이 증가함에 따라 감소함(분자간 거리가 증가하고 힘이 감소함)
시스템 및 장비
대통 주둥이
가장 복잡한
플런저 노즐
실크 소재
스크류 노즐
실크 소재
과립
무브먼트 메커니즘
와이어 공급 메커니즘
오버플로 노즐 구조
난방 시스템
장점과 단점
이점
낮은 운영 비용
다양한 성형 재료
환경 친화적
후처리가 간단하다
데스크탑에서 제작 가능 (대중화 용이)
결점
낮은 성형 정확도
성형속도가 느리다
Z 방향의 강도가 낮음
지지 재료가 필요하며, 큰 부품은 휘거나 변형되기 쉽습니다.
성형 오류
원칙
성형 시스템으로 인해 발생
테이블 오류를 형성하는 중
동기식 벨트 변형 오류
포지셔닝 오류
STL 파일 변환 오류
계층화 처리 오류
장인정신
재료 수축으로 인한
성형 공정 매개변수 설정으로 인해 발생
와이어 출구 폭
노즐 온도
충전속도와 압출속도의 상호작용
채우기 스타일
노즐 시작 및 중지 응답으로 인해 발생
후처리
지지대 제거로 인해 발생
후경화 및 표면처리 제품
선택적 레이저 소결 기술(SLS)
1986년 미국에서 발명되어 1988년 최초의 기계 개발에 성공
장인정신
원칙
분말 재료는 레이저 조사에 따라 소결되고 컴퓨터 제어에 따라 층층이 쌓입니다.
고체상 소결
세라믹 및 금속 분말에 적합
화학적 소결
예: 알루미늄 분말을 질소 중에서 소결하면 질화알루미늄을 바인더로 사용할 수 있습니다.
액상 소결 및 부분 용융
녹은 부분을 접착제로 사용
완전히 녹았다
금속 부품의 밀도가 가장 높습니다.
레이저 소결 메커니즘
점성 유동 소결 메커니즘 ~ 폴리머에 적합
분말 입자의 표면 장력 ~ 점성 유동 소결의 원동력
분말 입자 사이의 소결 목의 성장 속도는 재료의 표면 장력에 정비례하고 입자 반경 및 용융 점도에 반비례합니다.
후처리
고온 소결: 기공을 줄이고 성능을 향상시킵니다.
열간 등방압 프레싱: 가열 및 프레싱
딥(Dip): 액체 금속에 담그는 것
함침: 액체 비금속 함침
공정 매개변수의 영향
레이저 에너지 및 스캐닝 속도
예열 온도 및 분말층 두께
채우기 간격은 강도에 영향을 미칩니다
층 두께는 강도에 영향을 미칩니다
재료
각종분말
고분자 재료
금속 기반 분말
바인더➕금속분말~탈지, 고온소결, 금속침투처리 필요
저융점 금속분말➕고융점 금속분말
입히는 모래 물자: 열경화성 수지 석영 모래
재료 특성
입자 크기
입자 크기 분포
입자 모양
핵심 장치
원자 램프
검류계 스캐닝 시스템
분말 전달 시스템
성형실
가스 보호 시스템
예열 시스템
이점
다양한 성형 재료
높은 자재 활용률
간단한 프로세스, 지원 필요 없음
광범위한 응용 분야
선택적 레이저 용융 기술(SLM)
장인정신
원칙
고에너지 레이저 빔을 사용하여 금속 분말을 완전히 녹인 후 빠르게 냉각 및 응고시켜 고밀도, 고정밀 금속 결합 금속 부품을 얻습니다.
SLS 공정의 원리는 동일하지만 파이버 레이저(고출력)를 사용하여 탈지, 2차 소결, 침투 처리 없이 금속 분말을 완전히 녹여 형태로 만듭니다.
SLM 기술
레이저 에너지 전달
예열에 적합한 낮은 에너지
과도한 에너지는 성형 부품을 손상시킬 수 있습니다.
빛 에너지 흡수율
흡수율이 높은 티타늄 기반, 철 기반, 니켈 기반 합금에 적합
용융 풀 안정성
적합한 레이저 점 크기
너무 큼: 용융 풀의 크기가 크고 분말이 더 많이 들어가 불안정성이 증가합니다.
너무 작음: 가스화하기에는 에너지가 너무 높으며 이온 흐름이 용융 풀에 영향을 미칩니다.
분말 특성
패킹 특성: 분말층 다공성 ~ 입자 구형성과 음의 상관관계
입자 크기 분포
유동성: 구형도가 높을수록 유동성이 높고 밀도가 높아집니다.
산소 함량: 너무 높으면 용액의 습윤성이 감소하고 박리 및 균열이 발생할 수 있습니다.
프로세스
재료 준비
작업실 준비
모델 준비
부품 가공
부품 후처리
성형재료
원소가루
혼합분말
사전 합금 분말
레이저 에너지 흡수율이 높은 금속 분말
장비
주요 기계 구조
레이저(파이버 레이저)
광전송 시스템
제어 시스템
소프트웨어 시스템
장점과 단점
이점
다양한 성형 재료
미세한 입자, 균일한 구조, 우수한 기계적 성질
고밀도
높은 성형 정확도
결점
뒤틀림 변형, 구형화, 기공, 크랙 등의 결함이 발생하기 쉽습니다.
성형 가능한 부품의 크기가 제한되어 있습니다.
복잡한 공정 매개변수
기술과 장비는 대부분 외국이 독점하고 있습니다.
고출력 레이저
고정밀 검류계 시스템
전자빔 선택적 용융 기술(EBSM)
장인정신
원칙
전자빔을 열원으로 사용하여 금속분말을 녹여 진공상태에서 고화, 증착시키는 방법
매개변수
전자빔 전류
가속 전압
라인 스캔 속도
초점 전류
스캔 라인 간격
층 두께
프로세스
성형 재료 및 준비
재료에는 스테인레스 스틸, 티타늄, 티타늄 합금 분말, 알루미늄 합금, 구리 합금 및 기타 금속 분말이 포함됩니다. SEBM 티타늄 합금은 가장 많이 연구된 합금입니다.
준비 방법
플라즈마 회전 전극 미립화 방법 및 가스 미립화 방법
구형도가 좋고 유동성이 좋으며 산소 함량이 낮고 분말을 날리기 쉽습니다.
수소탈수소화
불규칙한 모양, 유동성이 좋지 않고 안정적이며 쉽게 붕괴되지 않지만 산소 함량이 높습니다.
일반적으로 두 가지 분말을 혼합하는 방법이 사용되며 종합적인 성능은
장비
전자총 시스템
전자총
문
포커싱 코일
편향 코일
진공 시스템
제어 시스템
소프트웨어 시스템
장점과 단점
이점
높은 에너지 밀도 및 전력
반사가 없고 에너지 활용도가 높음
성형 부품은 밀도가 높고 성능이 우수합니다.
빠르고 효율적
오염이 거의 없음
결점
값비싼
전자빔 포커싱 효과가 좋지 않으며 정확도와 품질이 약간 나쁩니다.
가루 날림 문제가 발생합니다
해결책
유동성을 줄이기 위해 복합분말을 사용
파우더 베드를 예열하세요
베이스 플레이트를 예열하세요
전자빔 스캐닝 방법 최적화
성형 부품의 크기는 제한되어 있고 공정 매개변수는 복잡합니다.
개발 동향
재료
기술적 측면
성형설비
레이저 엔지니어링 넷 성형 기술(LENS)
장인정신
원칙
성형된 금속 분말은 분말 공급 장치와 노즐을 통해 레이저에 의해 형성된 용융 풀로 보내지며, 용융 금속 분말은 기판 표면에 증착되고 응고되어 증착층을 형성합니다.
프로세스
모델 준비
재료 준비
먹이는 과정
부품 가공
부품 후처리
매개변수
분말 형태
픽업율
레이저 에너지
성형재료
고려사항
포장특성
입자 크기 분포
입자 모양
유동성
산소 함량
레이저 흡수율
철, 니켈, 티타늄 합금 및 기타 분말
다양한 입자 크기 혼합
장비
레이저 시스템
CNC 시스템
분말 공급 시스템
대기 제어 시스템
피드백 제어 시스템
장점과 단점
이점
소재의 조직성과 성능이 우수합니다.
빠르고 재료 절약
복잡한 구조의 부품을 직접 제작 가능
다양한 재료
내화 금속 가공 가능
수리 가능한 부품
결점
금속학적 결함이 있습니다.
부피 수축
가루 폭발
미세 균열
잔류 응력
낮은 성형 정확도
코너 위치와 캔틸레버 구조는 형성하기 어렵습니다.
분말 원료가 비싸다
애플리케이션
그라데이션 기능성 소재: 구성, 구조, 특성이 과도하게 그라데이션된 고급 소재
신속한 금형 제작
개발방향
장인정신
재료
레이저 코팅 공정 실시간 관찰 기술
성형효율
3차원 프린팅 기술(3DP)
프로세스 원리
미세 액적 주입의 원리를 바탕으로 노즐을 사용하여 액체 바인더를 선택적으로 주입하고, 이산된 분말이 경로에 따라 층별로 접착 및 증착됩니다.
경화방법
물리적 경화: 용매가 증발하여 접착 넥을 형성합니다.
화학적 경화: 화학 반응이 발생합니다.
접착방법
수화
유기바인더 : 금속분말, 세라믹분말, 수지(제거 용이)
무기바인더 : 산성분말 실리카졸 첨가 (겔반응, 제거 어려움)
용매법
금속염법
성형재료
기본 재료
금속 분말
세라믹 분말
주물사
폴리머, 석고
점착제
재료 추가
장비
주입 시스템
연속 스프레이: 어레이 노즐
요청 시 스프레이
열발포형
미소전압형
분말 공급 시스템
모션 제어 시스템
환경 제어 시스템
하드웨어 시스템
소프트웨어 시스템
장점과 단점
이점
저렴한 비용
다양한 성형 재료
지원을 추가할 필요가 없습니다.
높은 성형 효율
다채로운 인쇄가 가능합니다.
결점
초기 성형 부품의 강도가 낮습니다.
성형 정확도가 낮다
노즐이 쉽게 막히는 경우
애플리케이션
주물사형 제조
기능성 부품 생산
준의료
제약공학