실리콘을 이용한 적층 가공: 압출

2021년 11월 11일

11:27

한동안 적층 제조 부품은 단순한 프로토타입 제작 이상의 용도로 사용되었습니다. 이들의 큰 잠재력은 사전 시리즈 구성 및 시리즈 부품에도 사용됩니다. 기술적으로 사용 가능한 부품의 경우 재료 특성이 매우 중요합니다. 이 분야에서 3D 프린팅 부품은 기계적, 화학적 특성이 동일할 경우에만 기존 방식으로 제조된 부품과 경쟁할 수 있습니다. 생체 적합성, 내열성 및 매우 높은 탄성으로 인해 실리콘은 다양한 응용 분야에 없어서는 안 될 요소입니다. 따라서 실리콘과 같은 재료를 이용한 적층 가공의 장점을 활용하는 데 많은 관심이 쏠리고 있습니다. 그러나 실리콘의 적층 제조 공정은 간단하지 않습니다.

다양한 접근 방식 중에서 이 백서는 다음을 제시합니다.압출 기반 방법과 프로세스. 특히, 다양한 가교 메커니즘을 각각의 장점과 단점과 함께 더 자세히 조사합니다.

실리콘의 3D 프린팅: 압출 기반 공정

압출 기반 공정의 결정적인 장점은 가공할 수 있는 액체와 페이스트가 매우 다양하다는 것입니다. 따라서 거의 모든 유형의 실리콘을 사용할 수 있습니다. 저점도부터 고점도까지, RTV(아르 자형옴티온도Vulcanization)을 표준 LSR로 (엘그게 뭐야에스일리콘아르 자형ubber)부터 UV 경화 및 입자 충전 실리콘까지.

압출 기반 제조 공정은 FLM 공정과 매우 유사합니다.에프사용된엘에이어중 odeling) 인쇄. 디스펜싱 헤드의 도움으로 가닥이 쌓입니다. 부품은 이 스트랜드에서 층별로 적층 방식으로 제조됩니다.

본 백서에서는 2성분 LSR 및 RTV 실리콘에 대해 논의합니다. LSR은 가교를 위해 열에너지가 필요한 반면, RTV 실리콘은 실온에서 반응하도록 설계되었습니다.

가교 LSR

실리콘 프린팅에는 항상 액체 재료가 사용됩니다. 따라서 결정적인 공정 매개변수는 실리콘의 치수 안정성과 가교결합입니다. 완성된 실리콘의 강도는 중첨가 또는 중축합과 같은 재료의 화학 반응을 통해서만 달성된다는 점에 유의하는 것도 중요합니다.

기본적으로 LSR 실리콘은 서로 다른 두 가지 가교 시간, 즉 생산 중 가교와 작업 후 또는 후처리 중 가교 사이에 차이가 있습니다.

생산 중 가교

그러나 이 공정에는 결정적인 단점이 있습니다. 즉, 부품의 높이에 따라 온도 분포가 변한다는 것입니다. 이는 레이어가 빌드 플랫폼에서 멀어질수록 공급되는 열 에너지가 줄어들기 때문입니다. 이는 다수의 레이어가 있는 구성 요소에 대한 안정적이고 지속적인 프로세스를 달성하기가 매우 어렵다는 것을 의미합니다. 경험에 따르면 가열된 빌드 플랫폼을 사용하여 2~3cm보다 큰 구성 요소를 제조하는 것은 더 이상 실용적이지 않습니다.

후공정에서의 가교

또 다른 접근법은 유변학적 특성으로 인해 압출 후에도 모양을 유지하는 실리콘을 사용하는 것입니다. 이는 실리콘의 매우 높은 점도나 높은 요변성, 또는 두 가지의 조합을 통해 달성할 수 있습니다. LSR 실리콘으로 완성된 부품은 후처리 단계에서 오븐에 배치되고 적절한 온도에서 가교됩니다. 열 입력으로 인해 부품에 변형이 발생해서는 안 됩니다. 이 과정에서는 인쇄 중에 열을 공급하기 위한 추가 장비가 필요하지 않습니다.

지원 자료

가파른 돌출부 또는 브리징(윤곽 닫기)의 경우 지지 구조물을 구축해야 합니다. 이 지지재는 제조 과정에서 실리콘에 접착되어야 하며 가교 과정에서 열 조건을 견뎌야 합니다. 그런 다음 완성된 부품에서 쉽게 제거할 수 있어야 합니다. 각 실리콘에 적합한 서포트 재료를 찾는 것은 어려운 일입니다. 그리고 지지 구조를 구축하려면 제조 공정에 추가적인 재료와 시간이 필요합니다.