금속 3D프린팅 부품 통합 설계: 버너 부품 20개를 하나로 만들면

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석영 유리 전구를 만드는 가스 버너가 사용 중 소손된다면, 버너의 재료와 조립 구조를 함께 바꿔볼 수 있을까? Havells Sylvania의 버너가 그런 사례다.

3D Systems의 기술 자료에 따르면, 금속 3D프린팅으로 기존 부품 20개의 역할을 인코넬 부품 하나에 담고 내부에 냉각 통로를 만들었다. 부품 통합이 실제 버너의 구조를 어떻게 바꿨는지 보여주는 사례다.

AI 개념 이미지: 금속 3D프린팅으로 통합한 버너와 내부 냉각 통로를 보여준다. 실제 제품을 촬영한 사진이 아니다.

핵심 정리

석영 유리를 전구로 만들려면 가스 불꽃으로 매우 높은 온도까지 가열해야 한다. Havells Sylvania는 이 공정에 쓰는 버너가 사용 중 소손되는 문제를 겪었다.

여러 조각으로 만든 부품은 마지막에 서로 연결해야 한다. 이때 조립 오류가 생길 수 있고, 체결재나 접착제가 무게를 더할 수도 있다. 금속 적층제조는 각 조각의 기능을 한 부품에 담아 이런 연결을 줄이는 방법이다.

3D Systems는 Havells Sylvania의 새 버너에서 기존 대비 실제 사용된 재료의 부피와 제작 시간이 각각 절반으로 줄고, 비용 효율성은 60% 높아졌으며, 제품 수명과 신뢰성은 각각 세 배가 됐다고 밝혔다.

3D Systems 자료에 소개된 MTI의 밸브 부품에는 복잡한 내부 유로가 여러 개 필요했다. 기존 방식이라면 여러 조각을 만든 뒤 용접이나 브레이징으로 결합해야 하는 형상이었다. 브레이징은 녹인 접합재로 금속 부품을 잇는 방식이다.

아이컨택은 내부 유로 때문에 여러 조각을 용접하거나 브레이징해야 하는 부품이라면, 필요한 통로를 유지하면서 결합부를 줄이는 단일 부품 설계를 검토할 만하다고 본다.