Fabrisonic은 NASA 연구에서 3D 프린트 부식에 대한 UAM 기술을 배포합니다.

고체 금속 3D 프린팅 전문 업체인 Fabrisonic은 특허받은 UAM(초음파 적층 제조) 프로세스를 활용하여 다양한 비정질 합금을 다중 금속 클래딩에 성공적으로 병합했습니다.

NASA SBIR 연구의 일환으로 이 회사는 서로 다른 내식성 합금을 결합하기 위해 기존의 레이저 기반 3D 프린팅 방법 대신 초음파 에너지를 사용했습니다. Fabrisonic은 독점적인 제조 기술을 사용하여 금속의 유익한 특성을 파괴하지 않고 금속을 결정질 기판에 결합할 수 있었습니다.

그 결과 금속 혼합물은 일반 결정질 합금에 비해 강화된 강도와 부식 방지 품질을 특징으로 하여 미래 항공우주 산업의 클래딩 응용 분야에 매우 적합할 수 있습니다.

Fabrisonic의 초음파 적층 제조 기술

Fabrisonic의 UAM 기술은 연속적인 금속 테이프를 초음파로 용접하여 3D 형태로 만드는 하이브리드 금속 3D 프린팅 공정입니다. 이 방법은 저온에서 작동하므로 전자 제품과 같은 이종 재료를 금속 합금 구조에 내장할 수 있습니다.

금속 물체가 제작됨에 따라 CNC 기계를 사용하여 내부 및 외부 표면을 마무리할 수도 있으므로 사용자는 기존 금속 3D 프린팅 프로세스보다 더 자세한 모양을 만들 수 있습니다. 이 회사는 2017년에 UAM 인쇄 기술에 대한 특허를 취득한 이후 UAM 기술을 탑재한 SonicLayer 1200 기계를 출시했습니다.

특허 받은 3D 프린팅 기술의 새로운 응용 분야를 찾기 위해 Fabrisonic은 최근 몇 년간 미국 정부의 여러 연구 그룹과 파트너십을 구축했습니다. ORNL(Oak Ridge National Laboratory)과 협력하여 회사는 ORNL의 HFIR(고유속 동위원소 원자로)용 3D 인쇄 제어판에 UAM을 배포했습니다.

Fabrisonic은 또한 NASA와 긴밀한 관계를 구축했으며 공동 개발한 3D 프린팅 열교환기 장치는 2018년에 우주 비행 품질 관리 테스트를 통과했습니다. 최근에는 NASA를 위한 제작 센서 프로젝트에서 광학 센서 전문업체 Luna Innovations와 파트너십을 맺었습니다. 이 프로그램은 스테니스 우주 센터의 로켓 테스트 스탠드용 극저온 연료 파이프에 대한 데이터를 수집하는 것을 목표로 합니다.

NASA와 Fabrisonic의 최근 협력에서 후자는 미래에 항공우주 응용 분야가 있을 수 있는 결합된 금속 클래딩을 인쇄하기 위한 UAM 프로세스를 더욱 개발했습니다.

비정질 금속의 장점 활용

비정질 금속 또는 BMG(벌크 금속 유리)는 응고의 결정화 단계를 우회하여 합금을 매우 빠르게 냉각하여 생성됩니다. 결과적으로 이 소재는 독특하게 무질서한 구조를 갖게 되어 기존의 결정질 합금보다 더 높은 수준의 강도를 제공합니다.

BMG는 또한 다른 금속보다 더 큰 가역적 변형을 견딜 수 있으며 장거리 주기성이 부족하여 내식성이 더 뛰어납니다. 비정질 금속은 분명히 유리한 제조 특징을 갖고 있지만 이전에는 다른 재료와 결합하거나 더 두꺼운 층으로 인쇄하기가 어렵다는 것이 입증되었습니다.

NASA의 협력업체인 LM Group Holdings(LMGH)와 협력하여 Fabrisonic은 UAM 3D 프린팅 공정을 사용하여 비정질 금속을 다른 합금과 병합함으로써 이러한 한계를 극복하려고 시도했습니다. 두 회사는 여러 가지 비정질 합금을 결합하고 인터페이스 구성을 더 잘 이해하기 위해 반응을 연구함으로써 공정의 타당성을 입증했습니다.

테스트 중에 팀은 UAM의 낮은 온도로 인해 금속간 형성이 거의 또는 전혀 없이 고강도 특성을 저하시키지 않고 서로 다른 금속 합금을 결합할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 또한 두 회사는 다중 패스를 사용하여 더 많은 금속을 추가할 수 있으며, 이를 통해 최종 용도에 따라 구조의 두께를 맞춤화할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

논문에 따르면 낮은 연성은 기존 결정질 합금에서 종종 문제가 되지만 UAM이 여러 재료와 호환된다는 점을 고려하면 더 많은 연성 금속을 혼합물에 추가할 수 있습니다. 마찬가지로 기존 용접 기술에서는 BMG를 특정 형상으로 제한했지만, 평가에 따르면 이제 UAM을 사용하면 더 저렴한 비용으로 더 복잡한 3D 형상을 얻을 수 있는 것으로 나타났습니다.