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맞춤형 금속 3D 프린팅 기계의 선도적 공급업체인 AMCM은 적층 제조의 발전을 추구하면서 주력 제품인 M4K 프린터의 열 관리 및 성능을 개선하는 것을 목표로 삼았습니다.

 

AMCM M4K 적층 제조 기계 이미지

 

제작 시간 연장과 구리와 같은 까다로운 소재의 고속 가공에 대한 요구를 충족하기 위해 AMCM은 향상된 열교환기를 위해 Conflux Technology를 선택했습니다.

AMCM의 목표는 크게 두 가지였습니다:

  • 최소한의 압력 강하로 아르곤 가스 온도를 25°C 이하로 낮춥니다.
  • 기존 열교환기보다 크지 않은 크기의 지지 덕트를 포함하는 유선형 모놀리식 설계를 만듭니다.

전체 모양과 크기에 대한 설계의 자유를 통해 Conflux는 목표를 뛰어넘는 열교환기를 제공했습니다. 이 열전달 솔루션은 원래 크기의 7%에 불과한 패키지로 더 뛰어난 열전달 성능을 제공하면서도 가격 경쟁력을 유지하여 AMCM이 효율성과 경제성을 모두 확보할 수 있도록 했습니다.

Conflux의 고유한 구성 및 프로토타이핑 프로세스 덕분에 고객은 예상 성능 범위와 맞춤형 개념 증명 빌드를 신속하게 얻을 수 있습니다. 기존 제조 기업에서는 일반적으로 최대 6개월이 소요되던 것이 Conflux의 독자적인 접근 방식을 통해 3개월로 간소화됩니다.

발견 및 타당성 단계

각 Conflux 프로젝트는 고객의 열전달 문제와 원하는 목표를 파악하기 위한 초기 회의로 시작됩니다. 이 세션에서 팀은 경계 조건, 우선 순위, 제약 조건 및 설계 가정에 대해 AMCM과 심도 있는 논의를 진행했습니다.

AMCM의 혁신 및 엔지니어링 팀으로부터 압력 강하와 출구 가스 온도에 중점을 둔 요구 사항을 받은 후, Conflux 팀은 예상 성능 범위가 포함된 예비 CFD 시뮬레이션을 진행했습니다. 목표 성능을 달성하기 위한 핀 크기, 디자인, 밀도 및 채널 높이와 관련된 최적의 구성을 자세히 설명하는 종합적인 보고서가 작성되었습니다. 이 문서에는 전체 패키지 크기, 빌드 추정, 연속 생산에 대한 기술적 및 상업적 타당성 평가도 포함되었습니다.

 

AMCM_CFD+Simulation computer render

열교환기를 통해 압력이 어떻게 변하는지를 보여주는 CFD 모델

적층 제조 프린트 기계에서 아르곤 가스는 어떻게 사용되나요?

적층 제조 프린트 기계에서 아르곤 가스는 어떻게 사용되나요?

아르곤은 산소가 없는 환경을 만들기 위해 3D 금속 프린팅에 사용됩니다. 아르곤은 보호 가스 역할을 하여 프린팅 과정에서 금속 분말이 산소와 반응하는 것을 방지합니다. 이를 통해 고품질의 결과물을 보장하고 원치 않는 화학 반응의 위험을 최소화합니다.

개념 증명 구축 단계

설계 엔지니어들은 컨플럭스의 적층 제조 최적화 설계 라이브러리를 활용하여 궁극적으로 다른 애플리케이션에서 성공을 거둔 핵심 기본 모델을 선택하고 기존 열교환기의 기존 공간에 맞게 패키징 요구 사항을 맞춤화했습니다.

폼 팩터, 덕트, 베인, 배출구 등 여러 요소를 구성하여 설치 연결에 맞게 구성했습니다. 예를 들어, AMCM은 더 적은 압력 손실로 더 나은 유량을 제공하기 위해 더 큰 직경의 덕트를 요청했습니다. 이러한 기능 및 기타 기능을 조정하고 개선하여 성능 향상, 실용적인 요구 사항 및 최종 애플리케이션의 최종 사용에 대한 특정 적합성을 보장했습니다.

CAD models showing Conflux heat exchanger next to incumbent

기존 열교환기 옆에 Conflux 열교환기를 보여주는 CAD 모델

 

Conflux는 EOS M300을 비롯한 여러 대의 3D 프린팅 장비를 갖춘 현지 제조 시설 덕분에 개념 증명 프로토타입을 신속하게 설계, 제조 및 제공할 수 있습니다.

 

Conflux pre-production prototype

Conflux 사전 제작 프로토타입

테스트

이 열교환기에 사용되는 불활성 가스의 고유한 요구 사항 때문에 제작 및 후처리 전 과정에서 가장 엄격한 수준의 청결도가 필요했습니다. Conflux의 독점적인 후처리 기법과 함께 AS9100D 인증 를 통해 고객에게 열교환기의 신뢰성을 보장합니다.

컨플럭스의 엄격한 내부 검사를 통과한 프로토타입 빌드를 바탕으로 AMCM은 생산용 M4K 머신에서 자체 테스트를 진행했습니다. 성능 및 청결도 테스트를 통과한 후 AMCM은 연속 생산 주문을 확정했습니다.

AMCM M 4K 머신에서 테스트 중인 열교환기 개념 증명

"저희 AMCM은 열교환기의 성능에 깊은 인상을 받았습니다. 아르곤 가스의 온도를 매우 일정한 수준으로 유지하여 부품의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 M4K의 전반적인 열 관리 및 성능에도 도움이 됩니다. 압력 강하가 예상보다 훨씬 낮았는데, 컴팩트한 디자인을 고려하면 인상적인 결과입니다."

울리히 슈미드 AMCM의 시스템 개발자

연속 생산으로 전환

Conflux는 AMCM에 요구 사항 등을 충족하는 아르곤 가스 열교환기를 제공했습니다.

연속 생산 주문을 통해 AMCM은 전 세계의 기존 M4K 기계를 개조하여 열 관리 시스템을 업그레이드하고 고객에게 최신 열전달 기술을 제공할 예정입니다.

최소한의 압력 강하로 아르곤 가스 온도를 낮춥니다:

이 기능을 사용하면 빌드 시간 및 품질 개선과 같은 다양한 이점을 얻을 수 있으며, 이는 M4K 플랫폼의 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.

93% 포장 부피 감소:

Conflux의 설계는 전체 패키지 부피를 놀랍게도 93%까지 줄이면서도 기존 제품보다 더 나은 성능을 달성했습니다.

모놀리식 빌드:

적층 제조의 많은 이점 중 하나는 모놀리식 제품을 제작할 수 있다는 점입니다. Conflux는 열교환기 양쪽 끝에 지지 덕트를 성공적으로 제작하여 각 제품의 단가를 AMCM의 목표 범위 내에서 유지함으로써 회사의 이정표를 달성했습니다. AMCM은 전 세계 M 4K 고객에게 새로운 열교환기를 출시할 계획이므로 설치 및 유지보수 프로세스를 간소화할 수 있게 되었습니다.

적층 제조 기능의 한계를 뛰어넘다

적층 제조 응용 분야의 발전을 추구하는 과정에서 AMCM과 Conflux의 협력은 큰 성공을 거두었습니다. 궁극적으로 다른 3D 프린팅 기계에 통합된 열교환기를 3D 프린팅하는 데 DfAM 원리를 적용하는 개념은 이 첨단 기술의 놀라운 자가 복제 잠재력을 입증하는 증거입니다.

Conflux는 현재 AMCM을 위한 연속 생산에 돌입하여 M 4K 장비를 위한 열전달 기술의 새로운 시대를 열고 있습니다. 이 프로젝트는 3D 금속 프린팅 기계가 달성할 수 있는 한계를 뛰어넘기 위한 Conflux의 독보적인 적층 제조 역량과 헌신을 강조합니다.

"초고성능을 달성하는 것은 도전 과제 중 하나입니다. Conflux는 직렬 적층 제조를 위해 부품과 공정을 설계하여 기술적으로 신뢰할 수 있고 상업적으로 실행 가능한 제품을 제공합니다."라고 Conflux Technology의 최고 상업 책임자인 Daniel Woodford는 말합니다.

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