적층 제조(AM)은 엔지니어링 산업에서 점점 더 많이 구현되기 시작한 기술로, 전통적인 제조 방식이 이 기술로 대체되고 있는 것을 볼 수 있습니다. 이는 종종 언제 경제적 손익 분기점에 도달하는지, 즉 전통적인 생산 라인 가동과 AM을 통한 부품 생산 중 어느 것이 유익한지 결정되는 시점에 따라 다릅니다. 그렇지만 이뿐만 아니라 설계의 자유나 보다 가볍고 보다 강한 부품 제작의 가능성 등과 같은 다른 많은 측면들도 중요한 역할을 합니다.
그 어떤 종류의 경주에서든 생산량은 생산 라인을 가동할 만큼 높은 경우는 드물어, 정해진 예산으로 구성품을 보다 가볍고 보다 강하게 만들기 위해서는 하이테크 솔루션을 찾아야 합니다. 바로 이점을 Chalmers Formula Student에 참가한 학생들은 깨달았기 때문에 AM으로 레이싱 카를 제작하면서 점점 더 많은 디테일을 구현하고 있습니다.
SSAB AM TS2를 이용하여 3D 프린팅으로 제작된 쇽업소버 브래킷
SSAB AM TS2를 이용하여 3D 프린팅으로 제작된 모든 구성품
SSAB는 오랫동안 고강도 구성품을 사용하여 자동차를 제작하는 데 필요한 소재로Chalmers Formula Student를 지원해 왔습니다. 후에는 차량이 전복되는 경우 운전자가 차량 밑에 끼이는 것을 방지하는, 운전석 뒤에 있는 튜브 프레임용 소재와 SSAB Hardox로 제작된 브레이크 디스크용 소재로 사용되었습니다. 팀 내의 학생들이 SSAB에서 고강도 구성품 3D 프린팅용 철강 분말도 생산하기 시작했다는 것을 알게 되었을 때, SSAB의 분말 테크놀로지 그룹은 학생들이 차량 구조용 부품을 제조하는 데 도움을 줄 수 있겠냐는 요청을 받았습니다. 대답은 당연히 예! 였습니다
학생들이 제시한 디테일은 제작하기 어려웠거나 구성품이 가져야 할 강도 요구조건을 사실상 충족시키지 못했습니다. 기존에는 알루미늄으로 제작되었던 쇽업소버 마운트와 철강을 절삭 및 선삭 가공한 안티롤 바가 이에 해당합니다. Chalmers의 학생들은 AM을 이용한 쇽업소버 AM 제조를 최대한 최적화하기 위해 토폴로지 최적화 프로그램을 사용했습니다. 그렇지만 안티롤 바는 물리적 한계 때문에 최적화할 수 없었습니다. 따라서 이러한 구성품들은 Oxelösund에 있는 SSAB의 Additive Manufacturing Center(AMC)에서 레이저 분말 베드 융합(L-PBF) 제조 방법을 이용하여 3D 프린팅으로 제작되었습니다. 학생들은 강도 속성이 탁월한 SSAB AM TS2 소재로 프린팅하기로 했습니다.
"프린팅된 상태"에서의 SSAB AM TS2의 기계적 속성:
| 경도 |
450 HV |
| 항복 강도 | 1210 MPa |
| 인장 강도 | 1370 MPa |
| 연신율 A5 | 13% |
| 인성 | 70 J |
Chalmers Race Bay: 프린팅된 구성품 배송
SSAB AM TS2로 토폴로지가 최적화된 쇽업소버 마운트
프린팅된 구성품의 결과는 매우 인상적이었습니다. 학생들의 보고에 따르면 쇽 마운트의 안전 마진은 2.5배가 되었지만 알루미늄을 밀링한 이전의 부품보다 무게가 부품당 32% 가벼워졌습니다. 물론 적절한 소재와 이 제조 방식을 사용할 경우 강도와 무게 면에서 알루미늄과 겨룰 수 있습니다. 앞서 언급했듯이, 안티롤 바는 물리적 한계로 인해 토폴로지를 최적화할 수 없었습니다. 그렇지만 디테일을 제작하는 것은 매우 어렵기 때문에, 신진 엔지니어들을 위해 당사가 며칠에 걸친 까다로운 기계가공 작업을 해결할 수 있었습니다. 그리고 SSAB AM TS2의 기계적 속성을 이용하여 학생들은 휠 서스펜션의 강성을 향상시킬 수 있었습니다.
다음 레이싱 시즌이 시작되기 전에, 당사는 SSAB Oxelösund에서 생산되는 고강도 철강 분말로 더 많은 3D 프린팅된 구성품을 제작하여 이 팀을 지원하고자 합니다. 이를 통해 팀 발전에 참여하고 팀 향상에 기여할 뿐만 아니라 AM이 신뢰할 수 있는 고성능 제조 방식이라는 것을 증명할 수 있습니다.
SSAB는 Chalmers Formula Student와 함께 경주에 나섰습니다! 개발을 거쳐 중부 유럽의 레이스 트랙에 참가한 레이싱 카는 SSAB AM 철강 분말로 제작되었습니다. 레이싱은 경량 구성품과 강한 구성품 사이에서 힘들게 균형을 맞춰야 하기 때문에 바로 이 분야에 적층 제조(AM)를 적용할 수 있습니다.
알루미늄이 너무 무겁다면 어떻게 하시겠습니까? TS2(개발 중)를 사용하세요. Oxelösund에 있는 SSAB AMC에서 3D 프린팅으로 제작된 서스펜션 마운트는 알루미늄으로 제작된 기존의 부품보다 32% 더 가벼우면서도 훨씬 더 강합니다.
다음 레이싱 시즌이 시작되기 전에, 당사는 SSAB Oxelösund에서 생산되는 고강도 철강 분말로 더 많은 3D 프린팅된 구성품을 제작하여 이 팀을 지원하고자 합니다. 당사는 팀 발전에 참여하고 팀 향상에 기여할 뿐만 아니라 AM이 신뢰할 수 있는 고성능 제조 방식이라는 것을 증명하고자 합니다.
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SSAB는 자동차 제조업체가 경량화와 충돌 성능 부문의 목표를 달성할 수 있도록 Docol® AHSS 강재와 전문가 리소스를 제공하여 자동차 산업용 초고장력강에 혁신을 일으켰습니다. SSAB는 AHSS, UHSS 및 기가 파스칼 강도의 강종을 포함한 지극히 다양한 Docol® 자동차용 고장력 표준 강종뿐만 아니라 특정 VDA, SAE, EN, JIS 및 OEM 표준을 충족시킬 수 있는 수백 가지의 버전들도 제공합니다.