▲ Simufact Additive의 금속 바인더 제팅 모듈은 왜곡 보정된 결과를 시뮬레이션된 부품과 최초 CAD 지오메트리 간 편차(파란색·빨간색 - 불량, 녹색 - 양호)로 보여준다

CAE 시뮬레이션 소프트웨어 및 서비스 분야 글로벌 선도 기업 한국엠에스씨소프트웨어(대표 이찬형)가 금속 바인더 젯팅(MBJ, Metal Binder Jetting) 3D프린팅 기술의 양산공정 적용 확대를 돕는 소프트웨어를 출시했다.

한국엠에스씨소프트웨어는 자사 브랜드인 ‘Simufact’가 소결 공정(Sintering Processes)에서 발생하는 부품 변형을 제조 업체가 설계 단계에서 예측하고 방지할 수 있도록 최초의 금속 바인더 젯팅(MBJ, Metal Binder Jetting)의 시뮬레이션을 도입했다고 21일 밝혔다.

금속 바인더 젯팅은 최소한의 간격으로 부품을 대량 프린팅할 수 있고, 지지 구조가 필요하지 않으며 부품 크기를 더 늘릴 수 있다. 고비용 금속 사출 성형을 대체할 수 있으며 생산비용과 시간을 절감할 수 있기 때문에 자동차 및 항공기 부품에서 부터 의료기기까지 다양한 산업에 적용 중이다.

MBJ 확산을 위해선 적층 후 소결 공정에서 발생하는 변형을 예측하는 것이 핵심이다. 부품은 최대 35%까지 수축할 수 있지만, 다른 공정에 사용되는 단순한 수축 모델은 빌드 뒤 소결 공정에서 발생하는 변형까지 예측할 수 없다. 이로 인해 적층된 각 부품마다 값비싼 물리적 시험이 필요했기 때문에 많은 제조업체가 MBJ가 제공하는 저비용과 유연성을 누리지 못했다.

‘Simufact’을 활용하는 제조업체는 시뮬레이션 전문 지식 없이도 소결 도중 발생하는 열변형, 마찰 및 중력 등에 따른 수축을 예측할 수 있다. 이러한 변경 사항을 보정하면 부품을 설계한 대로 3D프린팅 할 수 있으며 생산 팀이 폐기하거나 재처리해야 하는 부품 비율을 크게 줄일 수 있다.

또한 프린팅 이전에 소결이 유도하는 기계적 응력이 예측돼 결함이 발생할 수 있는 위치를 나타낼 수 있다. 제조업체는 이러한 정보를 사용해 제품 개발 초기에 변경 사항을 반영하고 값비싼 재설계 작업을 줄일 수 있다.

이밖에도 작업자는 모델 설정을 자동화하고 제조 시뮬레이션에 필요한 CAD 또는 CAE 파일을 받을 수 있으며, 소결 보정을 검증하고 품질 신뢰도를 높이기 위해 MBJ 도구에서 최적화한 지오메트리를 사용자 인터페이스 안에서 제조한 부품의 최초 설계(CAD) 지오메트리 및 계측 스캔과 바로 비교할 수 있다.

Simufact 및 FTI의 수석 제품 관리 이사인 Gabriel McBain 박사는 “자동차 산업과 같이 복잡한 부품을 대량 생산해야 하는 경우처럼 고객이 금속 바인더 젯팅을 핵심 제조 기술로 보고 있음을 잘 알고 있다”며 “제조 및 프린터 장비 파트너와 숙련된 자사의 연구 개발 부서 간 긴밀한 협력이 없었다면 이번 개발은 불가능했을 것”이라고 말했다.