데스크탑 디지털 제조가 연마재 워터젯 절단에 미치는 영향

Sep 02, 2023

그림 1. 데스크톱 디지털 제조 환경은 CNC 가공, 3D 프린팅, 레이저 절단, 워터젯 절단이라는 네 가지 주요 기술로 구성됩니다.

오늘날의 맞춤형 판금 제작자들은 모두 "일회성"에 너무 익숙합니다. 고객은 매우 적은 양의 주문을 위해 하나 또는 소수의 부품을 원할 수도 있고 단지 한 개만 원할 수도 있습니다. 그 주문은 프로토타입을 위한 것일 수 있으며, 프로토타입 제작에 있어서는 시간이 가장 중요합니다.

프로토타이핑에는 빠른 반복이 필요합니다. 디자이너는 시도하고, 실패하고, 개선하는 중요한 문제 해결 프로세스에 제한된 시간을 소비합니다. 과거에는 이는 일반적으로 실제 엔지니어링 및 설계 목표에서 제외된 숙련된 작업자가 필요한 복잡한 장비의 대규모 전문 보완을 갖춘 사내 전문 모델러 및 기계 기술자로 구성된 전담 팀을 활용하는 것을 의미했습니다. 맞춤형 팹샵에서 이러한 작업자는 별도의 프로토타입 제작 영역에서 일했을 가능성이 높습니다.

또는 제작자가 생산 현장에 긴급 프로토타입 주문을 보낼 수도 있습니다. 판금 제조 기계는 예전보다 더 유연해졌습니다. 그럼에도 불구하고 프로토타입이나 소량 주문으로 인한 압박은 여전히 ​​생산 흐름을 방해합니다.

현재 일부 작업에서는 세 번째 옵션을 모색하고 있습니다. 그들은 엔지니어링 부서 자체에 공작 기계를 도입하고 있습니다. 일부는 프로토타입 엔지니어가 기계 공장을 활용하는 것을 방해하는 플라스틱과 금속 모두에서 3D 프린터를 실험했습니다. 다른 기업에서는 프로토타입 제작 공장이나 생산 현장에 요청을 전달할 필요 없이 엔지니어가 직접 프로파일을 절단할 수 있는 새로운 프로파일 절단 기술을 활용하고 있습니다.

데스크탑 연마재 워터젯 절단은 데스크탑 디지털 제조로 알려진 점점 더 많은 기술 중 하나입니다. 이 개념은 제품 디자이너에게 새로운 가능성을 창출했습니다. 초기 디자인 컨셉부터 최종 제품까지 소요되는 시간은 더 이상 과거의 장애물이 아닙니다. 이는 제조업 민주화의 직접적인 결과이다. 오늘날 제작은 생산 현장, 프로토타입 제작 셀 또는 엔지니어의 작업대에서 불과 몇 걸음 떨어진 매장 구역에서 이루어질 수 있습니다.

데스크탑 디지털 제조 관행은 10여년 전 데스크탑 3D 프린터를 통해 시작되었습니다. 이는 다양한 플라스틱 재료로 복잡한 부품을 만드는 데 탁월합니다. 그런 다음 목재 및 플라스틱과 같은 부드럽고 얇은 재료로 정밀한 2D 부품을 만들 수 있는 데스크탑 레이저 절단기가 등장했습니다. 이는 3D 프린터가 달성할 수 없는 기능입니다. 금속으로 복잡한 3D 부품을 제작할 수 있는 기능을 제공하는 저렴한 CNC 밀도 인기를 끌었습니다.

이러한 기술 덕분에 엔지니어는 내부에서 부품 프로토타입을 제작할 수 있는 유연성을 얻었습니다. 그러나 한 가지 제조 프로세스는 여전히 파악하기 어렵습니다. 판이나 단단한 시트 재료에서 정밀한 부품을 만들 수 있는 디지털 도구는 여전히 대부분의 엔지니어에게 제공되지 않았습니다. 그러나 소형 워터젯 절단기가 최근 시장에 출시되어 엔지니어가 판금, 탄소 섬유, 유리 및 고무로 정밀 부품을 생산할 수 있게 되었습니다.

워터젯은 초고압 물과 연마 입자를 노즐에 집중시켜 슬러리를 작업물에 분사하여 다양한 재료를 절단합니다. 모든 재료가 침식되고 냉간 절단 공정이기 때문에 워터젯은 3D 프린터, 저전력 레이저 또는 CNC 기계가 처리할 수 없는 다양한 재료에서 표면 마감이 뛰어난 정밀한 프로토타입 부품을 생산할 수 있습니다(그림 1 참조). .

예를 들어, 새로운 산업 장비를 위한 한 설계에는 벨트와 풀리 전동 장치가 있는 대형 전기 모터가 필요했습니다. 이 응용 분야에서 풀리 사이의 기어비는 장치 성능에 영향을 미치는 중요한 설계 변수였습니다. 이 문제를 해결하기 위해 설계 팀은 문제를 인식하고 개선 사항을 테스트하고 측정하여 설계 효율성을 높이는 간단한 솔루션을 고안했습니다.

먼저 엔지니어들은 일련의 대체 크기 구동 풀리에 대한 CAD 도면을 작성했습니다. 일부는 톱니가 더 많고 일부는 더 적습니다. 그런 다음 다양한 구동 비율을 테스트하여 효율성이 가장 높은 풀리를 결정할 수 있었습니다. 다양한 풀리를 기계 공장으로 보내고 관련 시간 지연과 생산 비용을 추가하는 대신 프로젝트 엔지니어는 소형 워터젯 커터를 사용하여 내부에서 테스트 풀리용 부품을 절단했습니다(그림 2 참조).