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MSC, 적층제조 시뮬레이션에서 금속 바인더 젯팅 지원 추가

한국엠에스씨소프트웨어는 소결 공정에서 발생하는 부품 변형을 설계 단계에서 예측하고 방지할 수 있도록 제조공정 시뮬레이션 솔루션인 시뮤팩트에 금속 바인더 젯팅의 시뮬레이션을 도입했다고 밝혔다.

금속 바인더 젯팅(MBJ: Metal Binder Jetting)은 파우더 베드 융합 공정(PBF)에 비해 최소한의 간격으로 부품을 대량 프린팅할 수 있고, 지지 구조가 필요하지 않으며, 부품 크기를 더 늘릴 수 있는 등의 장점을 가진 적층제조(additive manufacturing) 기술이다. 고비용의 금속 사출 성형을 대체할 수 있어 자동차 및 항공기 부품부터 의료 기기에 이르는 모든 분야에 적합하다. 또한, 높은 해상도를 지원해 기어나 터빈 휠처럼 구조가 복잡한 경량 금속 부품의 생산 비용과 리드 타임을 줄일 수 있다.

하지만 높은 품질 수준을 달성하고 이 같은 이점을 온전히 활용하기 위해서는 많은 양의 전문 지식을 짧은 시간 안에 습득해야 하는 어려움이 있다. 핵심 과제 중 한 가지는 소결(Sintering Processes) 공정에서 발생하는 변형을 예측하는 것이다. 부품은 최대 35%까지 수축할 수 있지만, 다른 공정에 사용되는 단순한 수축 모델은 빌드한 뒤 소결 공정에서 발생하는 변형까지 예측할 수 없다. 지금까지는 각 부품을 3D 프린팅하는 과정에서 값비싼 물리적 시험이 필요했기 때문에, 많은 제조 업체에서는 MBJ가 제공하는 저비용과 유연성을 누리기 어려웠다.

기존 시뮤팩트 애디티브(Simufact Additive) 사용자는 지난 8월부터 제공되는 새로운 도구로 MBJ 공정 역량을 대폭 확대할 수 있게 됐다. 제조 업체는 시뮬레이션에 대한 전문 지식이 없어도 소결 도중 발생하는 열변형, 마찰 및 중력 등에 따른 수축을 예측할 수 있다. 이러한 변경 사항을 보정하면 부품을 설계한 대로 3D 프린팅할 수 있으며 생산 팀이 폐기하거나 재처리해야 하는 부품 비율을 크게 줄일 수 있다. 또한, 프린팅 이전에 소결이 유도하는 기계적 응력이 예측돼 결함이 발생할 수 있는 위치를 나타낼 수도 있다. 제조 업체는 이러한 정보를 사용해 제품 개발 초기에 변경 사항을 반영하고 값비싼 재설계 작업을 줄일 수 있다.

시뮤팩트 애디티브의 MBJ 시뮬레이션 도구는 모델 설정을 자동화하고 제조 시뮬레이션에 필요한 CAD 또는 CAE 파일을 준비한다. 이외에도 파이썬(Python) 스크립트를 통해 시뮬레이션을 자동화할 수 있다. 소결 보정을 검증하고 품질 신뢰도를 높이기 위해 MBJ 도구에서 최적화한 지오메트리를 사용자 인터페이스 안에서 제조한 부품의 최초 설계(CAD) 지오메트리 및 계측 스캔과 바로 비교할 수 있다.

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