금형의 형상 일치 냉각 채널: 과제 및 SLM의 돌파구

금형 제조에서 "형상 일치 냉각 채널"은 효율성과 제품 품질을 향상시키는 핵심 요소입니다 – 이러한 채널은 금형의 형상에 맞춰 정밀한 온도 조절이 가능하여 플라스틱 부품의 휨을 줄일 수 있습니다. 그러나 전통적인 가공 기술로는 복잡한 냉각 채널을 통합적으로 성형하기 어렵다는 과제가 있었습니다. 이 문제를  SLM 3D 레이저 프린터 성공적으로 해결했습니다.

금형 제조를 위한 SLM 기술의 핵심 원리 및 장점

SLM(선택적 레이저 융해) 기술의 핵심은 레이저를 이용해 금속 분말을 층별로 융해 및 응고시켜 마치 '블록 쌓기'처럼 3차원 부품을 적층하는 것이다. 등형 냉각 채널을 가진 금형 제조 시 이 기술의 장점은 두드러지며, 몰드 인서트를 분할할 필요 없이 내부에 복잡한 구조의 냉각 채널을 직접 프린팅할 수 있고, 밀도는 99.5% 이상에 도달하며 기계적 특성이 기존 공정보다 우수하다.

냉각 채널 인서트의 SLM 프린팅을 위한 세 단계 과정

그러나 SLM으로 품질 좋은 냉각 채널 인서트를 프린팅하기 위해서는 세 단계 : 첫 번째 가 필요한데, 사전 성형 준비 단계로 3D 모델 설계, 지지대 추가(프린팅 왜곡 방지용), 공정 파라미터 설정(레이저 출력 및 스캔 속도 등)이 포함된다. 두 번째 , SLM 성형 단계로, 장비가 불활성 가스 환경에서 설정된 경로에 따라 금속 분말(일반적으로 S136 몰드 강 분말)을 레이저로 녹여 층별로 융합하는 과정이다; 마침내 , 후처리 과정은 잔류 분말 제거, 표면 마감 향상을 위한 샌드블라스팅, 그리고 필요 시 내부 응력을 제거하기 위한 열처리를 포함합니다.

프린팅 방식에 있어서도 고려 사항이 있습니다: 전체 프린팅(full printing)은 기반이 얇은 인서트에 적합하며 균일한 전반적인 가열과 낮은 균열 위험을 제공하지만 재료 비용이 더 높습니다. 반면 그래프트 프린팅(graft printing)은 미리 제작된 베이스 위에 핵심 구조물을 형성하는 방식으로 비용 효율성이 뛰어나지만, 인터페이스 균열을 방지하기 위해 베이스와 프린팅 재료 간의 적합성이 요구됩니다. 실제 적용에서는 엔지니어들이 인서트 크기 및 비용 요구사항에 따라 선택하게 됩니다. 예를 들어, 오븐 부품용 몰드 인서트는 전체 프린팅을 통해 정밀한 냉각 채널을 형성하였으며, 시험 성형 후 플라스틱 부품의 치수 정확도가 기준을 충족시켰습니다.

SLM 3D 레이저 프린터: 제조업에서의 현재 가치와 미래 가능성

오늘, SLM 3D 레이저 프린터 복잡한 몰드 제조 분야에서 '게임 체인저'가 되었으며, 기존 가공 방식의 구조적 한계를 극복하여 컨포멀 냉각 채널 설계를 도면에서 실용적인 부품으로 구현하고 있습니다. 또한 몰드 개발 주기를 단축시키고 기업의 생산 비용을 절감하며 플라스틱 부품의 품질을 새로운 수준으로 끌어올리는 데 기여하고 있습니다. 공정이 지속적으로 최적화됨에 따라 SLM 3D 레이저 프린터는 몰드 제조뿐 아니라 고도화된 제조 분야 전반에서 더욱 큰 잠재력을 발휘하며 더 많은 가치를 창출하게 될 것이며, 산업 업그레이드를 견인하는 핵심 동력이 될 것입니다!