금속 3D 프린팅을 위한 열처리를 목표로 하는 새로운 영국 HIP 센터

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금속 적층 가공(AM)이 산업 분야에서 널리 채택됨에 따라 후처리 기술도 3D 프린팅 분야에서 성장을 경험했습니다. 여기에는 3D 프린팅 금속 부품의 기계적 및 구조적 특성을 개선하는 데 종종 필요한 열간 등압 성형(HIP)의 중요한 기술이 포함됩니다. 영국의 Wallwork Group은 AM이 주도하는 금속 가공 확장을 시연하며 2023년 9월 North Manchester Bury에 HIP 센터를 개설할 예정입니다.

Wallwork의 HIP 센터 중심에는 고성능 재료 가공에 최적화된 스웨덴 기반 Quintus Technologies의 QIH 173L M URC가 있습니다. 이 프레스는 최대 온도 1250°C, 압력 207MPa에서 작동하도록 설계되었으며, 작업 영역 직경 800mm, 높이 2550mm, 사이클당 7000kg 이상의 용량을 자랑합니다. 시스템에는 Quintus도 포함되어 있습니다. Technologies의 독점적인 균일 급속 냉각(URC)은 재료 균일성이 최우선인 미션 크리티컬 응용 분야에 특히 적합합니다.

현재 설치 중인 Wallwork의 첫 번째 HIP 렌더링입니다.

HIP는 일반적으로 금속 주조 및 단조품의 치밀화에 사용됩니다. 이는 내부 다공성을 제거하는 데 도움이 되며 주조 또는 단조 부품의 전반적인 기계적 특성을 향상시킵니다. AM이 산업 시대에 접어들면서 이와 동일한 이점이 3D 프린팅 부문에도 전달되었습니다.

금속 3D 프린팅의 주요 과제 중 하나는 인쇄된 부품 내에 기공이나 공극이 형성되는 것입니다. 이러한 기공은 최종 구성 요소의 기계적 특성을 크게 저하시켜 항공우주 또는 의료용 임플란트와 같은 중요한 응용 분야에 적합하지 않게 만들 수 있습니다.

HIP는 고온 및 등방성 압력을 적용하여 재료를 완전히 치밀화하고 다공성을 효과적으로 제거하거나 최소화함으로써 이 문제를 해결합니다. 또한 등방성 압력은 ​​부품 전체에 걸쳐 기계적 특성이 균일하도록 보장합니다. 이는 다축 응력을 받고 장기간 안정적으로 작동해야 하는 응용 분야에 사용되는 부품에 특히 중요합니다.

HIP는 기공을 제거할 뿐만 아니라 피로강도, 연성, 파괴인성 등 다양한 재료 특성을 향상시킵니다. 이를 통해 HIP 처리된 부품의 신뢰성과 내구성이 더욱 향상되어 스트레스가 심한 환경에서의 적용 가능성이 확대됩니다. 더욱이, 3D 프린팅된 부품은 기계 가공이 어려울 수 있는 복잡한 기하학적 구조를 가질 수 있기 때문에 HIP를 사용하면 기계 가공이나 연삭과 같은 광범위한 후처리 단계를 거치지 않고도 거의 순수한 모양으로 가공할 수 있습니다. 이를 통해 비용을 절감하고 전체 생산 프로세스를 간소화할 수 있습니다.

HIP가 3D 프린팅된 금속 부품에 제공하는 꼭 필요한 이점 외에도 HIP를 통해 달성된 향상된 재료 특성을 통해 이전에는 특정 응용 분야에 부적합하다고 간주되었던 새로운 유형의 합금 또는 재료 조합을 사용할 수 있습니다. 이는 적층 제조 부문 내에서 재료 과학 혁신을 위한 새로운 길을 열어줍니다.

Wallwork Group은 열처리, 진공 브레이징, PVD 코팅 등 다양한 서비스를 제공하는 열처리 및 PVD(물리적 기상 증착) 처리 조직입니다. HIP 센터는 열 처리 능력을 확장하기 위한 Wallwork Group의 광범위한 전략적 투자의 일부입니다. 5년에 걸쳐 총 2,000만 파운드를 투자한 Bury HIP 센터에만 1,000만 파운드의 투자가 이루어졌습니다. 이번 확장은 급성장하는 3D 프린팅 부문에 대한 대응입니다.

새로운 2500평방미터 규모의 HIP 센터 내부에는 영국 HIP 수용력이 크게 증가할 예정입니다.

Quintus Technologies는 스웨덴에 본사를 둔 고압 기술 분야의 글로벌 리더로서 첨단 소재의 치밀화, 판금 성형, 식품 및 음료 가공을 전문으로 합니다. 300명의 직원을 보유한 이 회사는 2022년 SEK 12억의 매출을 기록했으며 45개국에 진출해 있습니다. Quintus는 1953년부터 운영되어 에너지, 의료용 임플란트, 항공우주, 자동차 등 다양한 분야에 걸쳐 1,900개의 고압 시스템을 공급했으며 해당 분야에서 다양한 특허를 보유하고 있습니다.