선택적 레이저 용융(SLM)은 금속 분말을 원료로 고출력 레이저를 사용하여 분말 입자를 층별로 선택적으로 녹이고 융합시켜 고밀도의 완전한 기능을 갖춘 3차원 금속 부품을 생산하는 적층 제조 기술입니다.
선택적 레이저 용융(SLM) 기술은 오늘날 사용 가능한 가장 진보된 금속 3D 프린팅 기술 중 하나입니다. 이 기술은 1990년대 초에 개발 및 특허를 받았으며, 이전의 기술을 기반으로 발전되었습니다. 선택적 레이저 소결 기술. 이 글에서는 SLM 3D 프린팅이 무엇인지, 어떤 재료에 적합한지, 그리고 어떤 분야에 적용되는지 설명하겠습니다.
선택적 레이저 용융 개요
선택적 레이저 용융(SLM)은 금속 부품용 금속 3D 프린팅 방식입니다. 단일 금속 분말 또는 혼합 금속 분말을 사용하여 금속학적 결합으로 부품을 직접 생산하며, 거의 100%에 가까운 밀도, 높은 치수 정밀도 및 우수한 표면 조도를 제공합니다. 간단한 후처리 후 부품을 바로 사용할 수 있습니다.
선택적 레이저 용융(SLM)은 고에너지 밀도의 레이저를 사용하여 윤곽 데이터에 따라 금속 분말을 층별로 선택적으로 용융시키는 방식입니다. 급속 응고 후, 금속학적 결합을 통해 금속 부품을 형성합니다.
전통적인 금속 부품 제조 방법에는 주조, 단조, 용접 및 CNC 가공이 있습니다. 이러한 방법은 공정 주기가 길고 비용이 많이 들며 복잡한 구조의 부품을 소량 생산하는 데 적합하지 않습니다. SLM 3D 프린팅은 복잡한 구조의 금속 부품을 직접적이고 신속하게 제조할 수 있습니다.
선택적 레이저 용융 공정
선택적 레이저 용융(SLM) 공정은 다음과 같은 단계로 요약할 수 있습니다.
- 3차원 CAD 모델을 분할 및 이산화하고 스캔 경로를 계획하여 레이저 빔을 제어할 수 있는 경로 정보를 얻습니다.
- 컴퓨터는 경로 정보를 층별로 로드합니다. 스캐닝 갈바노미터는 레이저 빔을 제어하여 금속 분말을 선택적으로 녹입니다. 레이저가 조사되지 않은 영역의 분말은 그대로 남아 있습니다.
- 한 층이 처리되면 분말 실린더가 상승하고, 성형 실린더는 슬라이스 두께만큼 하강하며, 수평 스크레이퍼가 분말을 성형 플랫폼 위에 펼칩니다.
- 레이저는 새로 뿌린 분말을 녹여 이전 층의 응고된 금속과 융합시킵니다. 이 과정은 성형이 완료될 때까지 반복되어 3차원 입체 모형과 동일한 금속 부품이 만들어집니다.
선택적 레이저 용융의 장점
선택적 레이저 용융(SLM) 방식은 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.
(1) 다양한 성형 재료: 이론적으로 모든 금속 분말은 고에너지 레이저 빔에 의해 용융될 수 있습니다. 금속 재료가 적합한 금속 분말로 준비되기만 하면 선택적 레이저 용융(SLM)을 통해 기능성 금속 부품을 직접 성형할 수 있습니다. 일반적인 스테인리스강, 알루미늄 합금, 티타늄 합금 및 고온 합금 외에도 텅스텐 합금 및 탄탈륨 합금의 SLM 성형도 보고되었습니다.
(2) 부품 복잡성에 민감하지 않음: 복잡한 금속 부품의 전통적인 제조 방식은 여러 공정을 필요로 합니다. 이와 대조적으로, 선택적 레이저 용융(SLM)은 금속 분말로부터 최종 부품을 한 단계로 직접 형성합니다. 따라서 부품의 복잡성에 관계없이 복잡한 금속 부품의 제조 공정을 단순화하고 제조 시간을 단축하며 생산 효율을 향상시킵니다.
(3) 높은 재료 활용률: 금속 부품의 전통적인 가공은 주로 블랭크에서 과잉 재료를 제거합니다. SLM 기술을 사용하면 소모되는 재료가 실제 부품과 거의 같습니다. 사용하지 않은 분말을 재사용할 수 있으므로 90% 이상의 재료 활용률을 달성할 수 있습니다.
(4) 우수한 전체 부품 품질: 선택적 레이저 용융(SLM)은 높은 에너지 밀도를 가진 작은 레이저 스팟을 사용하고 금속 분말의 입자 크기가 매우 작습니다. 성형된 부품은 높은 치수 정밀도와 우수한 표면 조도를 갖습니다. SLM으로 인쇄된 부품의 내부 구조는 급속한 용융 및 응고 조건에서 형성됩니다. 미세 구조는 종종 작은 결정립 크기, 미세 구조 및 분산된 강화상을 갖는 장점을 가집니다. 상대 밀도는 거의 100%에 도달할 수 있어 부품에 우수한 종합 기계적 특성을 제공합니다. 대부분의 경우 기계적 성능은 주조품을 능가하고 단조품 수준에 도달할 수 있습니다.
다른 3D 프린팅 방식과 비교했을 때, 선택적 레이저 용융(SLM) 방식은 다음과 같은 단점을 가지고 있습니다.
- 고가의 3D 프린팅 장비: 고출력 레이저는 가격이 비싸고, 모션 부품은 높은 제어 정밀도를 요구하며, 장비는 엄격한 기밀성을 필요로 합니다. 이러한 요인들로 인해 SLM 장비는 일반적으로 매우 고가입니다. 500W 파이버 레이저를 장착하고 성형 크기가 100mm인 SLM 장비는 약 1만 위안이며, 여러 개의 레이저를 사용하는 대형 SLM 장비는 수천만 위안에 달합니다.
- 피로 및 기타 기계적 특성 저하: SLM(선택적 레이저 용융)은 기계적 성능 요구 사항을 충족하는 복잡한 금속 부품을 직접 성형할 수 있고, 기존의 기계적 특성이 단조 수준에 도달하거나 이를 능가할 수 있지만, 아직 연구 초기 단계에 있습니다. SLM은 내부 기공, 이방성 및 주조 미세 구조 문제를 완전히 해결할 수 없습니다. 결과적으로 SLM으로 성형된 재료의 장기적인 기계적 특성(피로, 내구성 및 크리프 성능 등)은 불안정한 상태로 남아 있습니다.
SLM 3D 프린팅에 사용되는 일반적인 재료
금속 분말의 품질은 SLM 방식으로 출력된 부품의 최종 품질을 직접적으로 좌우합니다. 따라서 금속 분말 준비는 가장 중요한 기술 중 하나입니다. SLM 방식에서는 일반적으로 직경 10~53µm의 구형 금속 분말을 사용합니다. 참고로 사람 머리카락의 직경은 보통 40~70µm입니다. 현재 가장 흔하게 사용되는 금속 분말로는 철계 합금, 구리 합금, 알루미늄 합금, 티타늄 합금 등이 있습니다.
강철 합금
철계 재료는 사람들이 흔히 강철 재료라고 부르는 것입니다. 이러한 재료는 일상생활에 널리 사용됩니다. 전통적으로 강철 재료는 다이캐스팅, 단조, 용접 등의 방법으로 만들어집니다. CNC 가공철계 분말의 주요 특징은 우수한 기계적 특성, 뛰어난 가공성, 그리고 저렴한 재료비입니다. SLM 3D 프린팅용 철계 분말은 304L 스테인리스강, 316L 스테인리스강, H13 공구강, 18Ni300 공구강 등과 같은 기존 철계 재료를 화학적 방법을 통해 얻습니다. 철계 분말 재료는 비교적 저렴하며, 기계적 특성은 원재료와 유사합니다.
티타늄 합금
티타늄 합금은 고온 저항성, 내식성, 고강도, 저밀도 및 우수한 생체 적합성 등의 장점을 가지고 있어 항공우주 및 의료 산업에서 널리 사용됩니다. 전통적으로 티타늄 합금은 단조 공법으로 제조됩니다. 인체 경조직 복구에 사용되는 금속 중 티타늄의 탄성 계수는 인체 경조직(80~110 GPa)과 유사하여 금속 임플란트와 뼈 조직 간의 기계적 불일치를 줄일 수 있습니다. 현재 SLM 3D 프린팅으로 제작되는 티타늄 합금에는 TA2, TA15, TC2, TC4, TB6 등이 있습니다. 그중 TC4(Ti6Al4V)가 가장 널리 사용되는 티타늄 합금입니다. 의료 분야에서는 주로 인체 임플란트와 치아에 사용되며, 항공우주 분야에서는 부품 경량화 문제를 해결하는 데 주로 사용됩니다.
니켈 합금
니켈계 합금은 Ni, Nb, Mo, Ti 및 기타 원소를 다량 함유하는 고온 합금의 일종입니다. 일반적으로 540°C 이상의 온도에서 사용되며, 650°C 이상의 고온에서도 장시간 사용 가능합니다. 항공우주, 엔진, 원자력 발전소 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 니켈계 고온 합금은 복잡한 화학 조성, 제련 과정에서의 심각한 편석 현상, 그리고 낮은 가공성을 특징으로 합니다. 현재 SLM 3D 프린팅으로 제작되는 니켈계 합금에는 Inconel 625, Inconel 718, GH4169 등이 있습니다.
알루미늄 합금
알루미늄 합금은 낮은 밀도, 높은 비강도, 뛰어난 내식성, 우수한 가공성 등의 특성을 지니고 있어 항공우주, 자동차 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 비철금속 중 하나입니다. 하지만 SLM 3D 프린팅은 알루미늄 합금 분말의 유동성이 낮고, 반사율과 열전도율이 높으며, 산화막 형성으로 인해 성형 품질이 저하되는 문제 때문에 상대적으로 어렵습니다. Al-Si-Mg 계열 알루미늄 합금은 SLM 3D 프린팅에 더 적합하며, 현재 산업계에서 가장 널리 사용되는 합금은 AlSi10Mg입니다.
SLM 3D 프린팅 재료 및 성능표
| 자료 유형 | 스테인리스 강 | 스테인리스 강 | 공구강 | 티타늄 합금 | 알루미늄 합금 | 니켈 기반 초합금 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 필터 등급 | 316L | 오전 17-4시 | 18Ni300 | Ti-6Al-4V | AlSi10Mg | GH3625 |
| 입자 크기 | 15-53 μm | 15-53 μm | 15-53 μm | 15-53 μm | 15-53 μm | 15-53 μm |
| 유동성 | 40S | 22S | 40S | 45S | 150S | 20S |
| 겉보기 밀도 | 3.9 g / cm³ | 4.0 g / cm³ | 4.3 g / cm³ | 2.5 g / cm³ | 1.45 g / cm³ | 4.2 g / cm³ |
| 상대 밀도 | ≥ 99의 % | ≥ 99의 % | ≥ 99의 % | ≥ 99의 % | ≥ 95의 % | ≥ 99의 % |
| 인장 강도 | 560MPa 이상 | 1100MPa 이상 | 1090MPa 이상 | 600MPa 이상 | 330MPa 이상 | 1000MPa 이상 |
| 항복 강도 | 480MPa 이상 | 1050MPa 이상 | 1000MPa 이상 | 540MPa 이상 | 245MPa 이상 | 730MPa 이상 |
SLM 3D 프린팅 재료 요구 사항
이론적으로는 모든 금속 재료를 분말로 만들어 SLM 3D 프린팅으로 성형할 수 있지만, SLM 3D 프린팅은 분말 재료의 조성, 형태, 입자 크기 및 기타 특성에 대한 엄격한 요구 사항을 충족해야 합니다. SLM 금속 분말의 주요 검사 항목에는 입자 크기 분포, 형상/형태, 비표면적, 겉보기 밀도, 탭 밀도, 유동성, 산소/질소/수소/탄소/황 함량 등이 있습니다. 그중에서도 화학 조성, 입자 크기 분포, 겉보기 밀도, 유동성, 탭 밀도는 5대 핵심 지표입니다.
화학적 구성 요소
연구 결과에 따르면 합금 소재는 순수 금속보다 SLM 3D 프린팅으로 성형하기가 더 쉽습니다. 이는 특정 합금 원소가 용융 풀의 젖음성이나 산화 저항성을 향상시키고 균열과 같은 결함을 방지하기 때문입니다. 원료의 화학적 조성은 SLM 요구 사항을 충족하기 위해 재설계해야 하는 경우가 많습니다. 이것이 현재 SLM 3D 프린팅에 사용 가능한 소재가 상대적으로 제한적인 이유 중 하나입니다. 또한, 일부 합금 원소는 SLM 3D 프린팅 과정에서 연소되어 프린팅 전후의 화학적 조성에 차이가 발생합니다. 따라서 최종 기계적 특성을 보장하기 위해 분말의 화학적 조성을 재검사해야 합니다.
입자 크기 분포
입자 크기 분포는 개별 분말 입자 직경의 전체적인 분포를 의미합니다. 작은 입자는 출력 과정에서 튀는 경향이 있으며, 입자가 너무 크면 최종 제품의 밀도가 낮아집니다. 입자 크기 분포는 일반적으로 표준 체질법을 이용하여 분류합니다. 실험 연구에 따르면 SLM 금속 분말에 대한 최적의 입자 크기는 15~53µm입니다.
겉보기 밀도
겉보기 밀도는 분말이 특정 조건에서 표준 용기를 자유롭게 채울 때 측정되는 부피 밀도입니다. 즉, 분말이 느슨하게 채워진 상태에서 단위 부피당 질량입니다. 이는 밀도, 입자 형상, 표면 상태, 입자 크기 및 입자 크기 분포를 포함한 여러 분말 특성을 종합적으로 반영합니다. 겉보기 밀도는 생산 공정의 안정성과 제품 품질 관리에 중요한 영향을 미칩니다. 일반적으로 입자 형상이 균일하고 표면이 매끄러울수록, 그리고 입자 밀도가 높을수록 겉보기 밀도가 높아집니다. 높은 겉보기 밀도는 적층 제조 공정의 설정 및 최적화에 도움이 되며 최종 제품의 밀도가 요구 사항을 충족하도록 보장합니다.
유동성
유동성은 일정량의 분말이 특정 크기의 깔때기를 통과하는 데 걸리는 시간으로, 일반적으로 s/50g 단위로 나타냅니다. 값이 작을수록 유동성이 좋습니다. 유동성은 분말의 공정 성능을 나타내는 지표입니다. 분말의 유동성은 입자 크기, 모양, 표면 거칠기, 비표면적 등 여러 요인과 관련이 있습니다. 일반적으로 구형 입자가 가장 유동성이 좋으며, 불규칙한 모양, 작은 크기, 거친 표면은 유동성을 저하시킵니다. 또한, 분말의 유동성은 입자 간 점착에도 영향을 받습니다. 입자 표면에 수분이나 가스가 흡착되면 유동성이 감소합니다.
탭 밀도
탭 밀도는 용기 내에서 기계적 진동을 가하여 이상적인 충진 상태에 도달시킨 후 얻은 분말의 부피 밀도입니다. 겉보기 밀도와 비교하여, 탭 밀도는 입자 크기 분포, 입자 형상, 표면 거칠기, 비표면적 등 분말의 다양한 물리적 및 공정적 특성을 종합적으로 반영합니다. 일반적으로 탭 밀도가 높을수록 분말의 유동성이 좋습니다.
금속 분말을 구매 및 선택하기 전에 제조업체와 소통하여 분말 재료의 기본 매개변수를 확보하고 부품 설계 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다. 예를 들어, 아래 그림은 제조업체에서 제공한 18Ni300 공구강 분말의 매개변수를 보여줍니다. 구매한 분말의 관련 매개변수는 반드시 재검증해야 하며, 반복적으로 사용하는 금속 분말 또한 원료가 SLM 성형 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 정기적인 테스트를 거쳐야 합니다.
SLM 3D 프린팅의 응용 분야
선택적 레이저 용융(SLM) 기술은 여러 산업 분야에서 시제품 개발에서 대량 생산으로의 전환을 가능하게 하여 기존 제조 공정으로는 달성할 수 없었던 다양한 응용 분야를 창출했습니다. 항공우주에서 의료, 자동차 제조에서 에너지 장비에 이르기까지 SLM 기술은 제품 설계 및 제조 방식을 혁신하고 있습니다. 아래는 다양한 산업 분야에서 SLM 기술이 적용된 대표적인 사례입니다.
우주항공
항공기 엔진의 연료 노즐은 SLM 3D 프린팅의 대표적인 적용 사례입니다. 기존 제조 방식에서는 여러 부품을 가공한 후 조립 및 용접해야 했습니다. 하지만 SLM 3D 프린팅은 복잡한 내부 유동 채널을 가진 일체형 노즐을 한 조각으로 제작할 수 있어 무게를 줄일 뿐만 아니라 신뢰성과 수명도 향상시킵니다. GE Aviation은 LEAP 엔진용 연료 노즐 제작에 SLM 기술을 적용한 결과, 부품 수를 20개에서 1개로 줄이고, 무게를 25% 감소시키며, 수명을 5배 연장했습니다.
SLM 3D 프린팅은 항공 분야에서 항공기 구조 부품의 경량화라는 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다. 위상 최적화와 격자 구조 설계를 통해 SLM 3D 프린팅은 기계적 성능 요구 사항을 충족하면서도 무게를 크게 줄인 항공기 구조 부품을 생산할 수 있습니다. 예를 들어, 에어버스 A350XWB 항공기에 사용되는 티타늄 합금 브래킷은 SLM 3D 프린팅으로 제작되어 기계적 성능 요구 사항을 완벽하게 충족하면서도 30% 이상의 무게 감소를 달성했습니다. 이러한 경량화는 연료 효율성 향상 및 탄소 배출량 감소로 직결되며, 이는 항공사의 운영 경제성과 환경 지속 가능성에 매우 중요한 의미를 갖습니다.
항공우주 분야에서 SLM 3D 프린팅 기술의 주요 요구 사항은 인증 및 표준화입니다. 항공 안전이 매우 중요하기 때문에 SLM으로 제작된 부품은 엄격한 품질 인증 및 성능 테스트를 통과해야 합니다. 현재 국제표준화기구(ISO)와 미국재료시험학회(ASTM)는 금속 적층 제조에 대한 여러 기술 표준을 발표하여 업계에 필요한 사양을 제공하고 있습니다.
의료 및 건강 관리
다공성 구조 제작은 의료 분야에서 SLM 3D 프린팅의 주요 특징 중 하나입니다. 특정한 기공 구조와 표면 형태를 설계함으로써 임플란트의 탄성 계수를 조절하여 응력 차폐를 방지하고 뼈 조직의 성장을 촉진할 수 있습니다. 연구에 따르면 SLM 프린팅으로 제작된 Ti6Al4V 다공성 구조는 70~80%의 다공성을 달성할 수 있으며, 탄성 계수는 자연 뼈(약 10~30 GPa)에 가까운 수준으로 조절 가능하면서도 충분한 강도를 유지할 수 있습니다. 남중국공업대학교 연구팀은 SLM 3D 프린팅을 이용하여 맞춤형 임플란트를 설계하고 직접 제작하는 데 성공하여 복잡한 정형외과 수술에 대한 새로운 해결책을 제시했습니다.
SLM 3D 프린팅은 의료 분야에서 또 다른 중요한 응용 분야로 치과 분야에도 활용되고 있습니다. 코발트-크롬 합금 및 티타늄 합금으로 제작된 치과용 크라운, 브릿지, 틀니 프레임워크는 모두 SLM 3D 프린팅으로 제작 가능하며, 높은 정확도와 향상된 생산 효율성을 제공합니다. 기존 주조 공정과 비교했을 때, SLM 프린팅으로 제작된 치과 보철물은 정확도가 높고, 주조 과정에서 발생하는 수축 및 변형 문제를 방지하며, 우수한 재료 성능을 제공합니다. 디지털 치과 워크플로우(구강 스캔 – CAD 설계 – SLM 제조)는 치과 보철 산업을 혁신하여 치료 기간을 크게 단축하고 보철물의 품질을 향상시키고 있습니다.
SLM 3D 프린팅을 이용한 수술 기구 및 의료 장비 제조 또한 점점 더 보편화되고 있습니다. SLM 3D 프린팅은 내부 채널이 있는 수술 가이드나 개인 맞춤형 해부학적 모델과 같이 기존 방식으로는 제작하기 어려운 복잡한 기구를 생산할 수 있습니다. 이러한 응용 분야는 설계의 자유로움과 빠른 성형이라는 장점을 최대한 활용하여 정밀 의학을 위한 강력한 도구를 제공합니다. 궈신증권의 연구 보고서에 따르면, 의료 분야의 세계 3D 프린팅 시장은 2024년에 전체 3D 프린팅 응용 분야의 13.7%를 차지할 것으로 예상되며, 이는 엄청난 성장 잠재력을 보여줍니다.
의료 분야에서 가장 중요한 요구 사항은 생체 적합성과 멸균입니다. 임플란트 재료는 ISO 10993과 같은 생체 적합성 표준을 준수해야 하며, 표면 상태 및 청결도에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 또한, 다공성 구조는 골 통합에 유리하지만 세척 및 멸균을 어렵게 만드는 단점도 있습니다.
자동차 및 운송
레이싱 및 고성능 자동차 부품은 자동차 분야에서 SLM 3D 프린팅의 대표적인 적용 사례입니다. 극한의 성능을 추구하는 레이싱은 경량화와 복잡한 구조에 대한 높은 요구를 필요로 하며, 동시에 비용에는 상대적으로 민감하지 않습니다. SLM 방식으로 제작된 경량 서스펜션 부품, 위상 최적화 섀시 요소, 냉각 채널이 통합된 브레이크 시스템 등은 이미 F1이나 르망과 같은 최고 수준의 경기에서 사용되고 있습니다. 예를 들어, SLM으로 프린팅된 티타늄 합금 서스펜션 브래킷은 필요한 강도와 강성을 유지하면서 무게를 줄여 레이싱 성능 향상에 기여합니다.
자동차 기능 부품의 소량 생산에도 SLM 3D 프린팅 기술이 점점 더 많이 활용되고 있습니다. 고급차와 스포츠카를 위한 맞춤형 부품은 물론, 한정판 모델용 특수 부품까지, 기존에는 복잡한 금형과 높은 소량 생산 비용이 필요했던 부품들을 이제 SLM 3D 프린팅을 통해 경제적으로 생산할 수 있게 되었습니다. 포르쉐와 같은 고급 자동차 제조업체들은 SLM 3D 프린팅을 활용하여 클래식 모델의 희귀 부품을 생산함으로써, 기존 공급망으로는 충족하기 어려웠던 오래된 차량의 유지보수 문제를 해결하고 있습니다.
SLM 3D 프린팅은 자동차 산업에서 또 다른 중요한 응용 분야로 자동차용 공구 및 고정구 제조에 활용되고 있습니다. 자동차 생산 라인에 사용되는 고정구와 게이지는 전통적으로 기계 가공 방식으로 제작되어 생산 주기가 길고 비용이 많이 듭니다. SLM 3D 프린팅은 가볍고 기능이 통합된 공구 및 고정구를 신속하게 제작할 수 있어 생산 라인 준비 시간을 크게 단축시켜 줍니다. 포드와 같은 기업들이 이미 이러한 기술을 적용하고 있습니다. SLM 방식으로 제작된 고정 장치 생산 라인에서 상당한 경제적 이익을 달성했습니다.
에너지
에너지 산업에서 SLM 3D 프린팅의 주요 과제는 극한 환경에서의 장기적인 신뢰성 확보입니다. 에너지 장비는 일반적으로 고온, 고압, 부식성 환경 또는 방사선 조건과 같은 열악한 환경에서 수십 년 동안 작동해야 합니다.
연소기, 노즐, 열교환기 등의 가스 터빈 부품은 고온 고압 환경에서 작동해야 합니다. 기존 제조 방식은 이러한 환경에서 여러 가지 어려움에 직면합니다. SLM(선택적 레이저 조면소매화) 3D 프린팅 기술은 복잡한 내부 냉각 채널을 갖춘 터빈 부품을 생산할 수 있어 냉각 효율과 부품 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다. 지멘스와 같은 기업들은 SLM 기술로 제조한 가스 터빈 연소기를 실용화하여 효율을 높이고 배출가스를 줄이는 데 성공했습니다.
석유 및 가스 산업에서도 특수 내식성 및 고압 부품 제조에 SLM 3D 프린팅 기술을 점차 도입하고 있습니다. SLM 3D 프린팅은 인코넬 625로 제작된 밸브 및 펌프 본체와 같이 기존 방식으로는 가공하기 어려운 내식성 합금 부품을 생산할 수 있습니다. 이러한 부품들은 황화수소를 포함한 극심한 부식 환경에서 장기간 안정적으로 작동해야 합니다.
SLM 3D 프린팅에 대한 관심은 원자력 분야에서도 증가하고 있습니다. 원자로의 연료봉 지지대나 센서 하우징과 같은 일부 특수 부품은 지르코늄 합금과 같은 방사선 내성 소재를 정밀하게 제작해야 합니다. SLM 3D 프린팅은 이러한 요구 사항에 새로운 가능성을 제시합니다. 또한, 원자력 발전소 유지보수에 필요한 부족한 예비 부품을 SLM 기술을 이용하여 신속하게 제작함으로써 가동 중단 시간을 단축할 수 있습니다.
가전제품
소비자 가전 산업이 정밀도, 경량화, 기능 통합을 추구함에 따라 SLM 3D 프린팅의 새로운 응용 분야로 부상하고 있습니다. 궈신증권 보고서에 따르면, 소비자 가전은 2024년 전 세계 3D 프린팅 응용 분야의 14%를 차지할 것으로 예상되며, 이는 의료 및 자동차 분야와 비슷한 수준입니다. 폴더블폰 힌지는 소비자 가전의 대표적인 예입니다. 예를 들어, 오포 파인드 N5의 "스카이 돔" 힌지는 BLT에서 금속 3D 프린팅 기술을 사용하여 제작되었으며, 이를 통해 높은 통합성과 눈에 띄는 경량화를 달성했습니다. 애플 또한 애플 워치와 향후 출시될 폴더블 기기의 부품에 3D 프린팅 기술을 적용하는 방안을 모색하고 있습니다.
고급 시계 제조는 SLM 3D 프린팅의 또 다른 틈새시장이지만 높은 부가가치를 창출하는 응용 분야입니다. 시계는 정교한 외관과 복잡한 내부 구조를 요구하는데, 이는 SLM 3D 프린팅의 장점과 잘 부합합니다. SLM 3D 프린팅은 기존 가공 방식으로는 구현하기 어려운 복잡한 시계 케이스와 브레이슬릿 구조를 경량화하면서도 제작할 수 있습니다. 일부 고급 시계 브랜드는 SLM 3D 프린팅으로 제작한 한정판 모델을 출시하며 기술과 예술의 융합을 보여주고 있습니다.
허용 오차 및 용량
Getzshape에서는 저희 맞춤형 3D 프린팅 서비스 당사는 SLA, SLS, SLM, FDM의 네 가지 주요 기술을 다룹니다. 당사의 SLM 3D 프린팅 허용 오차 및 용량은 아래에 명시되어 있습니다.
| 항목 | 기능 |
| 관용 | L<100mm, +/- 0.3mm. L>100mm, +/- 0.3%*L |
| 치수 크기 | 최대 크기: 300 x 300 x 300 mm |
| 최소 레이어 두께 | 1 mm |
| 소스 | 스테인리스강 316L, 알루미늄 AlSi10Mg, 티타늄 Ti-6Al-4V |
