전통적인 제조 공정에 비해 AM은 더 복잡한 기하학적 디자인을 가능하게 하며, 냉각 유체 공급 최적화, 진동 감쇠, 경량화 및 위상 최적화를 지원합니다. 이 기사는 절삭 공구에서 AM의 잠재력을 탐구하며, 관련 연구 발전과 산업 관행을 검토하고, 산업 응용을 위한 미래 방향과 그 중요성을 강조합니다.

전 세계 가공 시장은 계속 성장하고 있으며, 2023년에는 3,790억 달러에 도달하고, 이 중 기계 공구가 886억 달러를 기여하고 있습니다. 선반 가공 및 밀링과 같은 가공 공정은 자동차, 항공우주, 방위 및 의료 분야와 같은 산업에서 널리 사용됩니다. 이러한 기술의 오랜 역사에도 불구하고, 절단 도구는 디지털 솔루션, 프로세스 모니터링 및 새로운 재료의 출현으로 인해 지속적인 혁신의 영역으로 남아 있습니다. 파괴적인 기술로서, AM은 절삭 공구의 설계와 적용을 더욱 혁신하고 있습니다.

절삭 공구 설계에서 적층 제조의 잠재력

AM은 절삭 공구 설계에 전례 없는 유연성을 제공하며, 특히 기하학적 구조와 재료 특성을 최적화하는 데 도움을 줍니다. 아래는 절삭 공구에 AM 기술이 적용되는 네 가지 주요 분야입니다:

1. 냉각 및 냉각제 공급: AM 기술은 복잡한 내부 냉각 채널을 생성할 수 있어 냉각제가 절삭점에 더 효율적으로 도달할 수 있게 합니다. 이는 열 방출을 개선하고, 공구 마모를 줄이며, 절삭 효율을 증가시킵니다. 이 설계는 고강도 합금이나 가공하기 어려운 재료를 가공할 때 특히 중요합니다.

2. 진동 감소 및 진동 행동: 진동은 가공 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. AM 기술은 내부 진동 감쇠 구조를 설계하거나 진동을 줄이기 위해 다양한 재료 층을 사용하는 것을 가능하게 합니다. 이는 특히 고속 또는 정밀 가공 응용 분야에서 가공 안정성과 정밀도를 향상시킵니다.

3. 경량 설계 및 위상 최적화: 경량 설계는 절삭 공구의 무게를 줄여 기계의 하중을 낮추고 운영 효율성을 향상시킵니다. AM을 통해 위상 최적화는 높은 강성을 유지하면서 최소한의 재료를 사용하여 공구를 설계할 수 있게 합니다. 이는 재료 비용을 절감하고 교체 시 공구의 유연성을 향상시킵니다.

4. 기능 통합: AM 기술은 다중 재료 인쇄를 가능하게 하여 도구가 내마모성과 진동 감쇠와 같은 기능을 결합할 수 있게 합니다. 이는 여러 도구의 필요성을 줄이고 생산 효율성을 높입니다. 이러한 기능은 특정 가공 요구 사항을 충족하도록 맞춤화할 수 있어 도구 수명을 연장하고 생산성을 향상시킵니다.

과학 연구 및 산업 응용

AM은 절삭 공구에서 큰 잠재력을 보여주지만, 산업 응용 분야는 높은 생산 비용과 대량 생산의 한계와 같은 도전에 직면해 있습니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 이러한 문제들은 점차 해결되고 있습니다. 더 많은 기업들이 AM으로 제조된 절삭 공구를 테스트하고 채택하고 있으며, 특정 시나리오에서 가공 성능이 크게 향상되고 있습니다.

AM은 절삭 공구 설계 및 성능 최적화에 대한 새로운 관점을 제공하며, 냉각 유체 공급, 진동 감소, 경량화 및 기능 통합에서 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 향후 연구는 생산 비용 및 공구 수명과 같은 AM 공구 응용 프로그램의 현재 병목 현상을 해결하는 데 집중해야 합니다. 기술이 성숙해짐에 따라 AM은 절삭 공구 설계 및 제조에서 주요 추진력이 될 준비가 되어 있으며, 산업 생산에 더 많은 혁신 기회를 가져올 것입니다.