동적 하중을 견딜 수 있는 3D 프린팅 부품을 설계하려면?


아래 내용은 알테어 웹사이트 ‘Innovation Intelligence’의 APA 관련 기사 내용입니다.
* APA(Altair Partner Alliance)란?

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  아래의 기사는 알테어 파트너 얼라이언스 제품 중 TechPassion 사의 VMAP 솔루션 및 3D 프린팅 시 고려해야하는 사항들에 대한 내용입니다.

  일반적으로 적층가공 또는 3D 프린팅은 레이어 방식으로 재료를 추가하여 부품을 제조하는데 사용되는 일련의 공정을 의미합니다. 파트를 만드는 것은 CAD 모델을 만들고 인쇄 버튼을 누르는 것만큼 간단할 수 있습니다. 3D 프린팅은 완성품 제조의 단계를 최소화합니다.

  초기 3D 프린팅은 플라스틱 부품의 프로토타이핑으로 제한되었습니다. 이후 몇 년동안 금속 적층가공 분야에서 혁신이 지속되었고, 이러한 혁신 덕분에 GE에서 제조한 LEAP 연료 분사 장치와 같은 3D 프린팅물로 만든 제트 엔진 부품으로 구동되는 비행기가 조만간 비행할 것입니다. 첨가제로 만들어진 부품은 가볍기 때문에 제조 및 재료 비용이 절감됩니다. 종종 부품 수도 줄어 조립 단계의 단축으로 인건비도 절감할 수 있습니다.

  자동차 또는 우주 항공 애플리케이션용 신제품을 설계 할 때는 동적 부하를 고려하는 것이 중요합니다. 모달 해석은 다이나믹한 하중을 견딜 수 있는 부품의 능력을 보여주는 해석 방법입니다. 모달 해석을 수행하여 고유 진동수 또는 공진 주파수 및 부품의 모드 형상을 얻습니다. 3D 프린팅 부품의 모달 분석은 설계자에게 아래와 같은 새로운 과제를 제안합니다.

1. 동적 하중에 대한 부품 설계의 변경
2. 캐스팅으로 제작된 알루미늄 부품의 재질 특성은 3D 프린터로 제작된 부품의 특성과 다름
3. 단일 부품 vs 어셈블리로 구성된 부품

  VMAP은 TechPassion의 모달 테스트 및 FEA 테스트 관련 소프트웨어 제품이며 알테어 파트너 얼라이언스(Altair Partner Alliance)를 통해 제공됩니다.

  VMAP을 통해 엔지니어는 3D 프린팅 부품을 분석 및 테스트하고 고유 진동수, 댐핑 및 모드 형상을 추정 할 수 있습니다. 이 결과는 시뮬레이션 프로세스에서 동적 하중이 부품에 미치는 영향을 연구하는 데에도 사용할 수 있습니다. DFAM 프로세스에서 모달 분석을 활용함으로써 제품 설계자는 3D 프린팅이 제공하는 자유로운 설계 환경속에서 더 가벼운 부품, 적은 수의 어셈블리 및 연료 효율성, 조용하고 오래 지속되는 자동차 및 항공기 부품을 만들 수 있습니다.

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