레이저 증재 제조 (LAM) 는 레이저를 에너지로 하는 증재 제조 기술로 전통적인 금속 부품의 가공 방식을 완전히 바꿀 수 있다. LAM 은 주로 분말 침대를 특징으로 하는 레이저 선택적 용융 (SLM) 과 동시 파우더를 특징으로 하는 레이저 직접 퇴적 (LDMD) 으로 나뉜다. 예를 들어 GE (General Electric Company) SLM 항공 엔진 연료 노즐, 북항 LDMD 항공기 티타늄 상자가 대표적인 응용 사례다.
현재 국내외 금속 LAM 기술의 발전을 보면 산업화의 기술 방향은 소수다. 기초이론의 축적, 핵심 기술의 돌파, 엔지니어링 응용 기술의 성숙, 기술 개발의 상업화 및 보급이 LAM 기술의 산업화 응용을 다양한 정도로 제약하고 있기 때문이다. 현재 국내외 연구는 주로 통제성 연구에 초점을 맞추고 있으며 구멍 틈새, 균열, 미시구조 특징, 비등방성 등 기초연구에 집중하고 있다 [5~9]. 판형 제어, 테스트 및 제품 표준에 대한 연구 보도가 적다는 것은 금속 LAM 이 기술 연구에서 산업 응용으로의 전환 단계에 있다는 것을 보여준다.
문헌 자료, 현장 조사 및 설문조사를 통해 금속 LAM 분야 연구와 응용의 발전 현황과 추세를 체계적으로 빗어 국내외 격차, 이론 연구 및 응용 수요를 분석하고 산업화 응용과 관련된 핵심 핵심 기술 및 병목 공예를 제시하여 우리나라 금속 LAM 기술 산업화 응용의 발전을 추진하였다.
둘째, 금속 레이저 보강재의 제조 수요 분석
LAM 은 디지털 모델 슬라이스를 기반으로 금속 부품의 근순 성형 제조를 레이어별로 중첩하여 복잡한 부품, 그라데이션 재질 및 성능 구성요소, 복합 재질 부품 및 가공이 어려운 재질 제조에 특히 적합하며 항공 우주 등 선진 제조 방향에서 인기가 있습니다. 한편, 관련 부품은 모양이 복잡하고 변화무쌍하며, 재질 성능 요구 사항이 높고, 가공이 어렵고, 비용이 많이 듭니다. 한편, 신형 비행기는 고성능, 장수, 신뢰성, 저비용 방향으로 발전하고 있어 복잡하고 큰 전체 구조를 도입해야 할 필요성이 절실하다.
SLM 성형의 부품 정밀도는 높지만 부품 크기는 가공 간의 제한을 받기 때문에 SLM 은 주로 중소 크기의 복잡한 정밀 구조의 정밀 성형에 사용되며 해당 제품 구조의 기능 속성은 일반적으로 베어링 속성보다 큽니다. 전체 성능 요구 사항을 충족하기 위해 항공 엔진의 연료 노즐 (내부 오일, 공기, 포켓이 복잡함), 베어링 시트, 조작실, 블레이드, 항공기 도어 브래킷, 힌지, 보조 동력 그릴 구조 흡기 밸브, 배기 밸브, 위성 브래킷 등의 부품은 SLM 기술에 적합한 구조적 혁신 설계가 필요합니다.
LDMD 성형된 부품은 기계적 성능은 좋지만 치수 정확도는 상대적으로 낮습니다. LDMD 는 주로 중간 규모 또는 대규모의 복잡한 하중 구조를 제조하는 데 사용되며 해당 제품 구조의 하중 성능은 일반적으로 기능 성능보다 큽니다. 각종 유형의 항공 엔진 케이스, 압축기/터빈 전체 리프 디스크 등 구조적 형태가 복잡하며, 심지어 이질적이거나 기능적으로 등급이 매겨진 재료까지 필요하여 효율을 높여야 한다. 무게를 줄이고 하중 효율을 높이기 위해 항공기 커넥터, 랜딩 기어, 캐리어 프레임, 풀리 프레임, 고속 항공기 날개/공압 방향타의 그리드 구조 베어링 골격 등 하중 부품에 대한 구조 토폴로지 최적화 설계가 필요합니다. 이러한 구조적 복잡성과 제조 난이도는 LDMD 기술에 대한 명확한 수요를 제시합니다.
또한 단조 공정을 채택하여 국부 보스, 귀 등 특수한 구조의 항공기, 엔진의 일부 운반 부품의 국부 구조와 성능을 보장하기 어렵다. 대형 항공기의 초대형 티타늄 합금 베어링 프레임은 이미 기존 단조 설비의 가공 능력 상한선을 넘어섰다. 이것은 단조+증재 제조/증재 연결의 복합 제조 기술에 대한 명확한 수요를 제시했다.
셋째, 외국 금속 레이저 보강재 제조 현황
(a) 기술 연구 현황
1. 레이저 선택적 용융 기술
관련 업체는 진공유도가스원자화 (VIGA), 무가전극 유도용융가스원자화 (EIGA), 플라즈마회전원자화 (PREP), 플라즈마토치 (PA) 등을 통해 SLM 가루를 만들어 대량 공급 능력을 갖추고 전 세계 주요 시장 [/KLOC-0] 을 차지했다.
LAM 프로세스 연구의 중점은 주로 미시 구조와 성능 제어에 중점을 두고 있으며 SLM 의 미시 구조, 결함 및 성능, 그리고 프로세스 매개변수와의 관계에 대해 많은 연구가 이루어졌습니다. 스테인리스강 부품 SLM, 레이저 전력 향상, 스캔 속도 감소, 밀도 향상 [11]; 표면 거칠기와 다공성이 높으면 AlSi 10Mg 알루미늄 SLM 의 내식성이 낮아져 산화막이 형성되면 내식성이 향상됩니다. AW7075 알루미늄 합금의 SLM 샘플은 첨가 재질 방향에 수직인 균열을 생성하지만 예열 알루미늄 분말은 균열 제어에 아무런 영향을 주지 않으며 내부 균열로 인한 피로 수명은 기존 공정으로 인한 피로 수명보다 훨씬 낮습니다 [7].
에너지 밀도는 Ti-6Al-4V 티타늄 합금의 SLM 조직 및 결함에 상당한 영향을 미칩니다 [5, 12, 13]: 낮은 에너지 밀도로 인해 플레이크 α+β 상 조직이 발생하여 기공 및 융합 불량이 발생하기 쉽습니다. 고 에너지 밀도는 침상 마르텐 사이트의 α' 구조로 이어져 알루미늄의 편석과 α2 -Ti3Al 상 형성을 촉진한다. 퇴적 Ti-6Al-4V 합금의 피로 강도는 단조보다 약 80% 낮습니다 [6]. 열 등정압은 다공성을 줄이고 성능을 향상시킬 수 있습니다. CMSX486 단결정 합금 SLM 의 경우 낮은 에너지 밀도는 균열을 줄이고 높은 에너지 밀도는 구멍 틈새를 줄입니다 [8]. CM247LC 합금 SLM 세로 단면은 주로 기둥 형 γ 결정립으로 구성되며, Hf, Ta, W, Ti 의 분리는 석출물과 잔류 응력을 증가시켜 부품 내부의 균열을 일으 킵니다 [14]. IN738LC 초합금 SLM 의 미세 균열은 결정계에서 Zr 의 농축 및 편향과 관련이 있습니다 [15]. 적당량의 Re 를 추가하면 IN7 18 합금의 수상 돌기를 미세 조정할 수 있지만 과도한 Re 는 피로 강도에 좋지 않습니다 [14]. SLM 의 Hastelloy-X 합금은 열처리 후 아이소메트릭을 형성하여 항복 강도가 떨어진다. 열등정압 후, 인장 강도는 퇴적 상태로 회복되어 연신율이 15% [16] 증가할 수 있다.
금속 LAM 공예에 대하여 외국에서는 이미 많은 세심한 연구를 진행했다. 독일 장비 제조업체가 신소재를 개발하는 SLM 기술은 6~8 개월이 걸리고 조정된 매개변수가 70 개가 넘는 것으로 알려졌다. 토폴로지 최적화를 통해 구조적 경량 설계를 실현하는 것도 SLM 응용 연구의 중점이며, 외국에서는 설계 지도 제조, 기능 우선 순위 등 새로운 개념을 제시했다. 또한 베이스보드에서 부품을 절단할 필요 없이 피킹 주기를 단축할 수 있는 특수 브래킷 설계 기술도 개발되었습니다.
또한 금속 LAM 표준의 연구 및 개발은 기술 응용과 동시에 발전해 왔습니다. 2002 년 미국은' 어닐링 Ti-6Al-4V 티타늄 합금 레이저 퇴적 제품' 을 발표한 뒤 19 관련 기준을 발표했고, 제품 퇴화와 열 등 정압제도, 시효제도, 제조 과정에서의 응력 제거 퇴화제도 등을 다루고 있다. 표준의 시기적절한 형성은 LAM 기술의 산업화 응용에 기초적인 지지 역할을 했다.
레이저 직접 증착 기술
1995 년 존 홉킨스 대학, 펜실베이니아 주립대, MTS 시스템사는 고전력 CO2 레이저를 기반으로 하는 대형 티타늄 부품 LDMD 기술을 공동 개발했으며, 퇴적률은 1~2 kg/h 로 LDMD 부품의 항공기 응용을 촉진시켰다 [/
LDMD 기술 연구는 주로 성형 공정과 조직 성능을 포함한다. Sandia National Laboratory 와 Los Alamos National Laboratory 에서 준비한 LDMD 성형 부품의 기계적 성능은 기존 단조 부품보다 비슷하거나 우수합니다. 스위스 로잔 연방 공과대학은 단결정 블레이드 LDMD 복구 중 안정성, 부품 정밀도, 미세 조직, 역학 성능 및 프로세스 매개변수 간의 관계를 연구하여 엔지니어링에 적용되었습니다.
Ti-6Al-4V 합금의 LDMD 기술은 이미 외국 학자들에 의해 깊이 연구되어 공정 매개변수와 증재 제조 조직 및 역학 성능 간의 관계를 밝히고 공정 조정과 열 등 정압이 조직과 성능에 미치는 조정 역할 [13,17 ~/; LDMD 기술은 재질의 미시 구조를 제어하는 데 더 큰 자유도를 제공합니다. 니켈 기반 초합금 LDMD 의 핵과 성장 조건을 조정하여 원하는 단결정과 다결정 구조 [9] 를 얻을 수 있습니다. 미국 항공우주국 (NASA) 에서 개발한 LDMD 기술은 부품에 따라 부품 성능을 변경할 수 있습니다. 독일 기업은 LAM 기술과 기존 절단 방법을 결합하여 기존 공예가 제조하기 어려운 복잡한 모양의 부품을 가공할 수 있으며, 제품 정밀도와 표면 거칠기가 향상되었습니다 [1 1].
(b) 장비 개발 현황
비용 효율적인 LAM 장비는 LAM 기술의 보급 응용의 기초이다. SLM 장비 개발은 독일, 프랑스, 영국, 일본, 벨기에 등에 집중되고 있으며 LDMD 장비 개발국은 주로 미국과 독일이다.
1. 레이저 선택적 용융 장비
독일은 SLM 기술과 설비를 연구한 최초의 국가이다. EOS 가 출시한 SLM 장비는 어느 정도 기술적 우위를 가지고 있다. 관련 장비를 GE 회사 LEAP 항공 엔진 연료 노즐 제조에 적용해 증재 제조 과정을 모니터링함으로써 제조 제품의 품질을 더욱 높였다. Realizer GmbH 의 종합적인 설계 및 부품 스택 기술 솔루션은 독보적입니다. Concept Laser 의 설비는 건물 사이즈가 큰 것으로 유명하다. SLM Solutions 는 레이저 및 공기 흐름 관리 기술 분야의 선두 주자입니다. 미국 3D 시스템 회사는 특수 분말 퇴적 시스템의 기술적 장점에 의존하여 정확한 세부 특징을 형성한다. 영국 Renishaw PLC 는 재료 사용의 유연성과 교체의 편리성에 기술적인 특징을 가지고 있습니다.
레이저 직접 증착 장비
미국 EFESTO 는 대형 금속 LAM 분야에서 기술적 우위를 가지고 있으며, 개발된 LDMD 장비 스튜디오 크기는1500mm1500mm2100mm 에 달할 수 있습니다. 미국 Optomec 가 도입한 LDMD 장비, 스튜디오 공간 900 mm 1500 mm 900 mm, 5 축 모바일 워크벤치, 최대 성형 속도 1.5 kg/h ... 독일 기업이 제공하는 레이저 종합 가공 시스템도 주류다
최근 몇 년 동안 가감재 복합 가공 설비가 시장의 새로운 핫스팟이 되었다. 일본 DMG 는 LDMD 장비를 도입하여 2 kW 레이저를 장착하고 5 축 수치 제어 밀링으로 보완했습니다. 성형 속도는 일반 분말 침대보다 20 배 빠르며 제조 과정에서 최종 부품이 접근하기 어려운 부분을 밀링할 수 있습니다. 일본 Mazak 이 도입한 관련 장비는 다각형 단조나 주물, 회전체 부품, 복잡한 컨투어 부품 등 5 축 밀링 복합 가공을 할 수 있습니다.
(iii) 신청 현황
티타늄 합금 램은 항공 분야에서 중요한 응용을 했다. 미국은 LDMD 티타늄 합금 베어링 부품을 함선 전투기에 적용하는 데 앞장 선다. 카펜트 테크놀로지는 증재로 만든 고강도 맞춤형 스테인리스강을 사용하여 고급 항공 기어를 생산한다. F-22 항공기의 수리는 SLM 부식 방지 스탠드를 사용하여 수리 시간을 크게 단축했습니다. 영국은 LDMD 기술을 드론 전체 프레임워크 제조에 성공적으로 적용했다.
SLM 기술은 이미 항공 엔진의 복잡한 부품 제조에 광범위하게 적용되었다. 미국 GE 는 먼저 SLM 기술을 고압 압축기 온도 센서 하우징 생산에 적용했다. 이 제품은 미국 연방항공관리국 (FAA) 의 승인을 받아 400 대 이상의 GE90-40B 항공 엔진을 장착했다. GE LEAP 시리즈 항공 엔진의 연료 노즐도 SLM 기술을 사용하여 생산됩니다 (2020 년 생산 능력은 44,000 노즐/년). 미국 포혜사는 SLM 기술을 사용하여 PW 1 100G-JM 항공 엔진이 장착된 파이프 거울 슬리브를 생산합니다. 트렌트 ·XWB-97 항공 엔진의 티타늄 합금 전 베어링 어셈블리 (48 개의 익형 가이드 포함) 는 영국 롤스 로이스가 SLM 을 사용하여 제조했습니다.
LAM 기술은 20 12 이후 우주선 제조에 적용되었습니다. NASA 는 LAM 기술을 사용하여 RS-25 로켓 엔진의 곡선 커넥터를 제조했으며 부품 수, 용접 및 가공 공정은 기존 방법보다 약 60% 감소했습니다. 만약 수소산소 로켓 엔진이 일체화 설계 제조 방식을 채택한다면, 부품 총수는 80% 감소할 것이다. 프랑스 테레즈그룹은 SLM 기술을 이용해 코리아 SAT5A 와 코리아 SAT7 통신위성을 위한 TT&C 안테나 액세서리 (알루미늄 합금) 를 제작해 품질이 약 22% 감소했고 경비가 약 30% 절감됐다.
LAM 기술의 보급은 우주선의 구조 토폴로지 최적화 및 그리드 구조 설계를 가속화합니다. 유럽 Astrium 의 Eurostar E3000 위성 플랫폼 원격 측정/리모컨 안테나용 알루미늄 장착 스탠드는 LAM 에서 제조되어 품질이 약 35% 감소되고 구조적 강성이 약 40% 향상되었습니다. 미국 Cobra Aero 는 영국 Renishaw PLC 와 협력하여 복잡한 그리드 구조의 전체 엔진 부품 LAM 제조를 완료했습니다. 또한 플러스-마이너스 복합 가공 기술이 적용되기 시작했습니다. 미국 버진 트랙은 혼합기 제조 및 마무리 로켓 엔진 연소실 부품을 사용하여 20 19 년 24 차 엔진 시운전을 마쳤다.
(d) 개발 경험과 계몽
세계 금속 LAM 기술의 발전 과정을 되돌아보고 산업 발전으로 기술 연구와 장비 발전을 이끌고 산업 통합으로 시장 경쟁력을 높이는 것은 중요한 경험이다. 응용업체들이 주목하는 것은 자사 제품의 제조 품질과 생산 원가이다. 기술 개발의 주체이자 최대 수혜자인 이들은 재료, 프로세스, 장비, 검증, 표준 연구 및 인력 교육을 통합하여 LAM 산업의 발전을 더욱 효율적으로 추진할 수 있습니다. 미국 GE 의 LAM 산업 애플리케이션이 세계 선두에 있는 경우, industry consolidation 이 제조 제품 제어 회사와 증재 제조 장비 회사의 전략을 인수하여 LAM 산업 체인의 무결성을 강화하는 데 주력하고 있습니다. 제품 제조는 전 세계적으로 300 여 종의 공업급 제조 설비를 사용하고 있다. 외국 기업은 램 제품 제조 인재 양성을 중시한다. 예를 들어, GE 는 매년 수백 명의 엔지니어를 훈련시킬 수 있는 전용 장비를 갖춘 증재 제조 교육 센터를 운영하고 있습니다.
넷째, 국내 금속 레이저 증재 제조 현황 및 격차 분석
발전 상황
1. 금속림 기술
국내에서는 LDMD 의 구조, 결함, 응력 및 변형 제어에 대해 많은 연구를 했습니다 [1 1, 13, 14]. 북항공은 티타늄 대형 구조 부품 LDMD 내부 결함 및 품질 관리 등 몇 가지 핵심 기술 [20] 을 개발했다. 노스웨스턴 공대는 항공기 초대형 티타늄 플랜지의 LDMD 제조를 완료했으며, 성형 정밀도와 변형 제어가 높은 수준에 이르렀다. 선양항공 우주대학은 세그먼트 스캐닝 성형 방법을 제시하여 LDMD 공예에서 부품의 변형과 균열을 효과적으로 통제했다. 우수 연구공학기술연구원 유한공사는 잎바퀴와 입구 방면에서 TC 1 1, TA 15/Ti2AlNb 등 다양한 재질의 인터페이스 품질 관리 및 복잡한 모양 통합 제어 문제를 돌파하여 테스트를 통과했습니다.
중국에서는 모양 크기와 표면 거칠기의 정확한 제어 연구가 SLM 기술의 중점 방향이다. Xi Anplatin 레이저 성형 기술 유한 회사는 SLM 방법을 사용하여 최소 구멍 지름이 약 0.3 mm 인 러너 부품을 가공하고, 얇은 벽 부품은 최소 벽 두께가 약 0.2mm； 입니다. 을 눌러 섹션을 인쇄할 수도 있습니다 부품의 전체 치수 정밀도는 0.2mm, 거칠기 Ra 는 3.2mm 이하입니다 .. 남경항공우주대는 SLM 정밀 제조를 주축으로 전 과정 제어를 통해 부품의 종합 성능을 높인다. Xi 교통대학은 LAM 을 빈 터빈 블레이드, 항공프로펠러, 자동차 부품 등의 제조에 적용했다. [1 1].
중국항공발베이징항공재료연구원은 LAM 기술에 대한 전면적인 연구를 완료했다. LDMD 에서 제조한 니켈계 쌍합금 터빈 전체 잎판은 전전 실험을 거쳐 재료를 추가해 수리한 이르 -76 항공기 이착륙 장치를 대량 응용했다. LAM 초음파 검사 평가 시스템을 개발하여 검사 기준과 대비 테스트 블록을 구축했다. 평가와 무손실 검사 기술 성과는 항공기 풀리 프레임, 상자 등 설치물의 배치 검사에 적용된다.
SLM 분말 방면에서 국내 제품은 기본적으로 성형 공정 요구 사항을 충족한다. 중과원 금속소는 SLM 용 초극세 티타늄과 초합금 가루의 청결제비 기술을 돌파하여 수입 제품 수준에 이르렀다. Xi 안오중재료기술유한공사가 개발한 티타늄 합금과 초합금 분말 제품은 이미 공사에 적용되었다.
2. 금속 램 장비
국산 LDMD 와 SLM 부품은 R&D 능력이 강해 어느 정도의 시장 애플리케이션 점유율을 확보했다. Xi 암보 박정수 레이저 성형 기술 유한공사는 SLM 시리즈 장치와 레이저 고성능 복구 시리즈 장비를 자체 개발했습니다. 난징 중과진여레이저기술유한공사는 자동줌 동축 분말기, 원격송분기, 고효율 불활성 가스순환정화함 등 핵심 설비를 개발했다. , 그리고 금속 LDMD 시리즈 장비를 형성했습니다. 또한, 베이징 일가 3D 기술유한공사와 베이징 성항기설비유한공사는 공업과 소형 금속 SLM 설비의 소량 생산 방면에서 좋은 진전을 이루었고, 상하이 우주장비제조총공장유한공사는 표준 대폭면 SLM 설비와 로봇 LDMD 설비 개발에 좋은 진전을 이뤘다.
금속 램 응용 프로그램
LDMD 는 주로 내력 구조를 만드는 데 사용됩니다. 북항이 제조한 주 승력틀, 주 랜딩 기어 등은 이미 우주항공기, 가스 터빈 엔진 등의 장비에 사용되었다. 항공공업 심양항공기 설계연구원은 엔지니어링 응용 검증을 통해 LDMD 기술의 성숙을 촉진하고 8 가지 금속 재료, 10 클래스 구조의 항공기 응용을 실현하였다. 항공공업 제 1 항공기 설계연구원은 대형 항공기 외주 플랩과 꼬리방향타 암 LDMD 부품의 설치 응용을 실현하였다. 대형 박막 골조석 구조의 LDMD 제조와 응용은 이미 베이징 기계연구소에 의해 실현되었다.
SLM 은 주로 복잡한 부품 제조에 사용됩니다. 항공 분야에서 중국항공제조기술연구원은 SLM 제품의 설치 응용을 실현했다. 항공공업 청두 항공기 설계연구원은 이미 비행기에서 SLM 보조 동력실 그릴 구조 입구/배기 밸브를 사용했다. 항공공업 헬기 설계연구원은 환기 그릴 구조, 방우밀봉 구조, 입구 다강 구조 등에 SLM 부품 설치 응용을 실현했다. 항공 우주 분야에서는 상하이 우주장비 제조 본사 유한회사의 탱크 간헐 스탠드, 공간 라디에이터, 가이드 장치 등 SLM 제품이 이미 설치되어 있습니다. 베이징성항공 기계설비유한공사의 객실 구조부품, 조작면 등 SLM 제품은 이미 지상 실험과 비행 실험 검증을 거쳤다. 베이징 기계학원은 소형 복합 부품의 SLM 제조, 컨트롤 플레인, 스탠드 등의 제품 기술 성숙도가 5 급에 달했다. 신경과 레이저 기술 개발 (베이징) 유한공사는 SLM 을 이용하여 대형 박막 티타늄 격자 메자닌 구조 (집열 창틀) 를 만들어 심공 탐사 항공기의 엄격한 기술 요구 사항을 충족시켰다.
또한 Xi Anplatin 레이저 성형 기술유한공사는 SLM 기술을 활용하여 매년 항공 우주 분야에 8000 개 이상의 부품을 제공할 수 있습니다. 화중과학기술대는 재료를 더하거나 빼는 방법을 통해 공형 냉각 통로가 있는 그라데이션 재료 금형을 만들어 공업에 광범위하게 응용했다.
(b) 직면 한 격차
1. 금속 LAM 소재의 설계와 제비 기술에는 차이가 있습니다.
우리나라 LAM 전용 재료의 설계 이론과 방법 체계는 아직 비교적 약하고 전용 재료의 설계 작업은 적고 산산했다. 재료 유전체학 기술은 R&D 주기를 단축하고 R&D 비용을 절감하며 해외에서 관련 재료 설계에 성공적으로 적용되었습니다. 재료 게놈 기술에 대한 연구와 LAM 전용 재료의 성능 향상에 대한 응용은 국내에서 상대적으로 약하다.
분말 준비 방면에서 국내 진공기 안개 기술은 비교적 성숙하여 준비한 스테인리스강과 니켈기 합금 분말의 성능은 기본적으로 성형 공정 요구 사항을 충족한다. 티타늄 합금과 알루미늄 합금 초극세 분말의 제비 방면에서 차이가 크다. 주요 문제는 분말 구형도가 낮고, 미세가루 생산률이 낮아 SLM 성형의 요구를 충족시킬 수 없어 실제 응용이 수입에 의존하고 있다는 점이다.
금속 램 장비의 설계 및 제조 기술에는 차이가 있습니다.
중국과 미국 독일 등 LAM 기술 강국의 격차는 주로 기술과 장비에 있다. 우리나라가 사용하는 SLM 설비는 대부분 독일에서 수입하는 반면, 대형 공사에 사용되는 SLM 설비는 주로 수입에 의존한다. 국내 기업은 레이저, 진경 등 핵심 부품 방면에서 자체 연구 능력이 부족하여 국산 설비의 가공 치수, 안정성 및 정확도가 시급히 향상되어야 한다. 국내에서 분말 유동 상태, 용융 풀 상태 등에 대한 프로세스 모니터링과 성형에 대한 제어 소프트웨어는 아직 완벽하지 않다.
금속 램 공정 연구 부족
터빈 엔진, 비행기 등 중요한 장비 재료의 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 재료의 공예성이 다소 떨어졌다. 국내에서 항공 백본 소재 LAM 기술에 대한 연구가 부족하여 응력 변형, 균열 제어 등의 효과적인 방법이 형성되지 않았다. 부품 내부 조직 결함 문제가 근치되지 않아 부품 역학 성능이 균일하고 배치 안정성이 좋지 않다. 고급 항공 엔진과 고속 항공기에 필요한 초고온 구조 재료에 대한 LAM 공예 연구는 더욱 부족하다.
4. 제품의 치수 정밀도와 표면 거칠기가 기술적 요구 사항을 충족하지 못합니다.
LDMD 항공기 프레임 멤버는 일반적으로 처리 여유를 가지고 있으며, 치수 정밀도와 표면 거칠기가 반드시 중요한 제약 조건은 아닙니다. 터빈 엔진 부품은 대부분 내부에 러너와 중공이 있는 복잡한 구조 부품이며, 해당 SLM 성형 치수 정밀도는 약 0. 1 mm 이고 표면 거칠기 Ra 는 약 6.3 으로 정밀 주물과 큰 차이가 있습니다. 관련 제품도 성형과 내부 표면 가공 연구가 부족한 문제에 직면해 있다.
5. 금속 램에 대한 지침 기준 부족
현재 우리나라 LAM 업계는 품질 관리 기준 부족 문제에 직면해 금속 LAM 제품이 설계, 재료, 공예, 검사, 조직 성능, 치수 정밀도 등에 대한 검수 근거가 부족하다. 부품의 응용 기초로서 무손실 검사, 역학 성능, 김상지도 등의 기본 데이터. , 정리가 부족해 제품 기준을 정하기 어렵고, 공업 응용과 보급 보장이 부족하다.
중국의 금속 레이저 보강재 제조의 핵심 기술 분석
1. 레이저 가공 1 등 핵심 장비의 설계 및 제조.
프로세서, 스토리지, 산업 컨트롤러, 고정밀 센서, 수/모드 변환기 등의 기본 부품의 품질과 성능을 향상시키는 데 중점을 둔 자체 지적 재산권을 갖춘 핵심 부품을 개발하고 제조 공정 장비의 핵심 부품 및 핵심 부품을 설계합니다. 고빔 품질 레이저 및 빔 성형 시스템, 고출력 레이저 스캐닝 진동경, 동적 초점 거울 등 정밀 광학 장치, 고정밀 노즐 가공 등 핵심 부품을 개발하다.
스캔 전략, 매개 변수 프로그래밍 및 온라인 모니터링.
데이터 설계, 데이터 처리, 프로세스 라이브러리, 프로세스 분석 및 프로세스 인텔리전스 계획, 온라인 테스트 및 모니터링 시스템, 성형 프로세스 어댑티브 인텔리전스 제어 등에서 소프트웨어 기술을 혁신합니다. 독립적인 지적 재산권을 가진 LAM 핵심 지원 소프트웨어 시스템을 구축합니다.
재료 게놈에 기반한 램 재료 설계 최적화
균형 조건에서 멀리 떨어진 특수 물질 고통량 기술 모델을 개발하여 고통량 계산에 적합한 멀티 스케일 시뮬레이션 알고리즘을 개발했다. 성분과 미시구조를 조절할 수 있는 분말 재료 제비 기술을 연구하고 고통 실험을 통해 재료 유전자 풀을 만들었다. 고통 컴퓨팅, 실험 및 데이터베이스 협력을 통해 성능이 우수한 LAM 전용 소재를 신속하게 개발할 수 있습니다.
4. 주요 재료의 전형적인 구조에 대한 램 제어 및 형상 제어
일부 주요 재질 및 일반적인 부품에 대해 LAM 제어력과 모양 제어성의 핵심 기술 및 부품의 엔지니어링 응용을 연구했습니다. 부품 제조 과정에서 최종 품질에 영향을 미치는 요소 및 솔루션을 파악하여 원자재 제어, 공정 장비, 성형 공정, 열처리, 기계 가공, 표면 처리, 무손실 검사 및 검증 실험을 포함한 엔지니어링에 사용할 수 있는 LAM 기술 시스템을 형성합니다. LAM 부품의 균일성과 배치 안정성을 주의하여 엔지니어링의 실제 적용 요구 사항을 충족합니다.
자동사 결론
금속 LAM 기술 및 엔지니어링 응용을 따라잡기 위해 우리나라 LAM 개발은' 기술-제품-산업' 의 객관적 법칙에 따라 조직 성능 통제의 기술 기반을 다지고 핵심 장비의 하드웨어/소프트웨어 R&D 및 통합에 대한 단판을 보완하여 제품 품질 관리, 표준 및 검증을 강화하고 산업화 응용을 꾸준히 추진해야 한다.
(1) 레이저 증재 제조의 연구 기반을 다지고 고교와 과학연구원의 기술 탐구와 공관 역할을 충분히 발휘하다. 산업부문이나 응용단위는 LAM 공정 개발 및 제품 성능 검증을 주도하고, 선후난의 원칙에 따라 기존 금속에서 금속간 화합물, 니오브 실리콘 초고온합금 등 선진 재료로 점진적으로 확장된다.
(2) 질서 정연한 추진 공학 응용 연구. 항공 우주 분야의 대표적인 제품을 미리 선택하고 LAM 품질 관리, 표준 및 검증을 수행하여 가능한 한 빨리 제품 대량 생산 및 엔지니어링 응용 프로그램을 구현합니다. 그런 다음 구조가 복잡하고, 작업 조건이 열악하며, 가공 성능이 떨어지는 고부가가치 제품으로 점차 확장되고, 핵공업, 병기, 자동차, 전기설비 등 선진 제조 분야에서 응용을 추진하고 있다.
(3) 림 제품 품질 관리 기준 연구 및 개발을 실시하다. LAM 결함 무손실 검사, 역학 성능, 김상지도, 피로 수명 등의 기본 데이터를 축적합니다. , 재질, 프로세스, 무손실 검사, 미세 조직 및 역학 성능, 치수 정밀도, 표면 거칠기 등에 대한 수용 기준을 결정합니다. , 그리고 중국 램 제품의 기술 표준을 개발합니다.
(4) 업계의 실제 수요와 결합해 고등학교와 직업기술학원에 LAM 관련 전공을 증설하여 기업을 위한 전문 기술 인재를 양성하다. LAM 교육 센터는 기술 우위 기업에 설립되어 국내 여러 업계의 디자이너, 기술자 및 장비 운영자에게 LAM 산업 발전에 대한 지적 지원을 제공하는 전문 교육을 제공합니다.