3D 프린팅 정확도 개선 및 자동모델 보정기능 통해 이슈 해결

[인더스트리뉴스 박규찬 기자] 지멘스PLM소프트웨어는 3D프린팅 과정에서 발생 가능한 왜곡을 예측할 수 있는 새로운 적층 제조(AM) 프로세스 시뮬레이션 솔루션을 발표했다고 밝혔다. 이 제품은 지멘스의 엔드-투-엔드 적층 제조 솔루션과 완전히 통합돼 제공되며 제조사들은 원하는 규모에 맞게 부품 설계와 프린팅에 이를 활용할 수 있다. 

신규 AM 프로세스 시뮬레이션 솔루션은 지멘스의 포괄적인 디지털 혁신 플랫폼과 심센터(Simcenter) 포트폴리오에 기반한다. 디지털 트윈을 통해 프린팅 전에 빌드 프로세스를 시뮬레이션하고 프린팅 과정에서 발생할 수 있는 왜곡을 예측한다. 이후 자동으로 수정된 형상을 생성해 왜곡을 보완한다. 이러한 시뮬레이션 과정은 ‘처음부터 올바른’ 설계를 구축하는데 있어 매우 중요할 뿐 아니라 적층제조 프로세스를 완전히 산업화 하는데 중요한 효율성 증대에도 필요하다. 

MBFZ 툴크래프트 크리스토프 호크(Christoph Hauck) 대표는 “툴크래프트에 심센터 3D AM 프로세스 시뮬레이션 솔루션을 사용해 적층 제조를 성공리에 마무리할 수 있었다”며, “실제 테스트를 진행한 결과 지멘스의 AM 프로세스 시뮬레이션 솔루션을 통해 프린트 과정에서 나온 결과물의 품질을 강화할 수 있다는 확신을 갖게 됐다”고 말했다. 

일반적으로 금속 부품을 3D프린팅할 때 프린트 레이어 융합에 사용되는 방법은 열 발생이 수반된다. 레이어가 쌓임에 따라 잔류열로 인해 프린터 내부에 있는 부품이 열변형 될 가능성이 있으며 이는 부품 내 구조적 문제와 프린트 중단과 같은 다양한 문제를 유발할 수 있다. 이와 같은 문제로 여러 프린트가 실패하게 되고 ‘처음부터 올바른’ 프린트를 하기가 대단히 어려워진다. 하지만 지멘스의 프린팅 프로세스 시뮬레이션으로 이러한 문제의 상당 부분을 완화할 수 있다. 

지멘스의 새로운 프로세스 시뮬레이션 제품은 지멘스PLM소프트웨어 적층 제조 포트폴리오 PBF 프로세스에 통합되며 금속 프린팅시 왜곡 예측에 사용된다. 사용자는 제공되는 제조순서를 통해 열변형에 대한 평가, 분말도포기 충돌 예측, 과열 영역 예측 등을 할 수 있으며 이외 프린트 과정에 대한 중요한 피드백도 제공된다. 

또한 AM 프로세스 시뮬레이션 솔루션은 제조순서의 설계 및 빌드 트레이 설정 단계와 시뮬레이션 단계에서 솔루션을 반복할 수 있는 능력을 제공한다. 지멘스 디지털 혁신 플랫폼과 긴밀히 통합돼 이러한 클로즈드 피드백 루프가 가능해졌다. 시뮬레이션 데이터는 디지털 정보 스레드가 잘 흘러갈 수 있도록 단계별 프린팅 과정에 적합한 정보를 제공한다. 이러한 디지털 백본을 통해 시스템은 사전 보정된 모델을 개발할 수 있으며 더 중요한 것은 추가적인 데이터 변환 없이, 설계 수정과 가공 과정이 잘 진행되도록 하나의 NX에서 진행된다는 점이다. 이러한 높은 수준의 통합은 오늘날 고객이 산업화된 적층 제조를 성공적으로 이뤄내기 위해 필요로 하는 것이다. 

지멘스PLM소프트웨어 시뮬레이션 및 테스트 솔루션 얀 루리단(Jan Leuridan) 수석부사장은 “이 솔루션은 통합 적층 제조 플랫폼에 추가된 최신 솔루션으로 고객이 원하는 규모로 유용한 부품을 설계하고 프린팅 해 적증 제조를 산업화 할 수 있도록 지원한다”며, “경험적 방법과 해석적 방법을 통합해 시뮬레이션 과정의 정확성을 높였고 디지털 트윈을 구현하고 고객이 실제 프린트 결과물을 더욱 잘 예측할 수 있도록 돕는다”고 말했다. 

이어 그는 “자체 선별한 1차 적용 기업과 함께 몇 개월에 걸쳐 실제 테스트를 진행해 이를 검증했고 수정 보완된 형상과 폐루프 피드백을 제공해 고객이 적층 제조 과정에서 더 나은 결과를 얻을 수 있었다”며, “이를 통해 고객은 처음부터 올바른 프린팅을 실현하고 혁신을 달성하도록 지원했다”고 덧붙였다.

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