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선택적 레이저 소결(SLS)

1986

Carl Deckard
Joe Beaman

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

선택적 레이저 소결(SLS)은 분말층 융합 방식입니다. 적층 제조 이 공정은 고출력 레이저를 사용하여 고분자 분말 입자를 선택적으로 소결(융합)하는 방식입니다. 롤러가 제작 영역에 얇은 분말층을 펼치고, 레이저가 부품의 단면을 스캔한 후, 제작 플랫폼이 내려갑니다. 이 과정이 반복되어 물체가 층층이 쌓입니다.

SLS(선택적 레이저 소결)의 핵심 장점은 빌드 챔버 내의 미소결 분말이 출력물의 자연적인 지지대 역할을 한다는 것입니다. 따라서 후처리 과정에서 제거해야 하는 별도의 지지 구조물이 필요 없어지며, 부품 내부에 부품이 있거나 맞물리는 메커니즘과 같은 매우 복잡한 자유형 형상을 한 번에 출력할 수 있습니다. 이 공정은 폴리머의 융점 바로 아래까지 가열되는 엄격하게 제어된 챔버에서 진행되며, 이는 열 변형을 줄이고 층간 융합을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 출력이 완료되면 전체 분말층과 내장된 부품이 변형되지 않도록 천천히 냉각시켜야 합니다. 그런 다음 '브레이크아웃' 공정을 통해 분말층에서 부품을 분리합니다. 사용하지 않은 분말은 수집, 체질하여 새 분말과 혼합한 후 다음 출력에 재사용할 수 있으므로 재료 효율성이 높습니다. 가장 일반적으로 사용되는 재료는 우수한 기계적 특성으로 유명한 PA11 및 PA12와 같은 나일론입니다. 이렇게 만들어진 부품은 일반적으로 표면이 약간 거칠지만, 견고하고 기능적입니다.

적층 제조, 적층 제조를 위한 설계(DfAM), 원자 램프, 재료, 기계적 특성, 프로토타이핑, 신속 프로토타이핑, 소결

UNESCO Nomenclature: 3313

산업 기술

유형

제조 공정

분열

상당한

용법

널리 사용됨

전구체

분말 야금은 금속 분말을 이용하여 물체를 만드는 기술입니다.
고출력 CO2 레이저의 발명 및 상용화
컴퓨터 numerical control 정밀 동작 제어를 위한 (CNC) 시스템
advances in thermodynamics and heat transfer for 프로세스 제어
computer-aided design (cad) software for digital model creation

응용 프로그램

견고한 기계적 특성을 지닌 기능성 프로토타입
전용 지지 구조물 없이 복잡한 형상과 맞물리는 부품
최종 사용 부품의 소량~중량 생산
medical device 구성 요소 및 정형외과 임플란트
항공우주 및 자동차용 덕트 및 부품
맞춤형 소비재

특허:

US 4863538 A

잠재적 혁신 아이디어

creating custom fashion items like intricate shoes and clothing
producing lightweight, complex lattice structures for aerospace components
manufacturing personalized sporting equipment grips and guards
on-demand production of complex automotive interior parts
fabricating flexible, durable components for robotics
printing of sand molds and cores for metal casting
creating detailed architectural models with complex internal features
producing biocompatible implants with porous structures for bone integration
developing multi-material sls with graded material properties
in-space manufacturing of tools and parts from regolith-based powder

Related to: selective laser sintering, sls, powder bed fusion, laser sintering, polymer powder, 적층 제조, carl deckard, nylon, rapid prototyping, support-free.

역사적 맥락

Multi-layered technology roadmap in a collaborative office environment.

기술 로드맵의 계층적 구조

기술 로드맵은 전략적 계획 도구로, 일반적으로 가로축에 시간을 나타내는 다층 구조의 차트로 시각화됩니다. 각 계층은 시장 동인, 제품 기능, 지원 기술, 연구 프로젝트 등 다양한 관점을 나타냅니다. 이러한 구조는 전략적 목표와 시장 요구를 목표 달성에 필요한 기술 솔루션 및 자원과 시각적으로 직접 연결합니다.

Stereolithography 3D printer curing photopolymer resin in industrial technology.

스테레오리소그래피(SLA)

스테레오리소그래피는 액체 광중합 수지를 선택적으로 경화시키는 적층 제조 공정입니다. 자외선(UV) 레이저를 사용하여 액체 광중합 수지를 선택적으로 경화시킵니다. 제작 플랫폼을 수지에 담그면 레이저가 표면에 물체의 단면을 따라 형상을 그립니다. 그런 다음 플랫폼이 한 층 두께만큼 아래로 이동하여 새로운 수지 층이 위에 경화되도록 합니다.

식스 시그마 프로젝트 회의에서 팀 협업은 프로세스 개선에 중점을 두었습니다.

식스 시그마 방법론

식스 시그마는 제조부터 거래, 제품부터 서비스에 이르기까지 모든 프로세스에서 결함을 제거하기 위한 체계적이고 데이터 기반의 방법론입니다. 식스 시그마의 통계적 표현은 부품의 특정 기능을 생산할 수 있는 모든 기회의 99.99966%가 통계적으로 결함이 없을 것으로 예상되는 프로세스(백만 기회당 3.4개의 결함)를 의미합니다.

선택적 레이저 소결(SLS)

ISO 9001 품질경영시스템 표준

ISO 9001은 품질경영시스템(QMS) 분야에서 세계적으로 가장 널리 인정받는 표준입니다. ISO 9001은 조직 경영에 있어 상식적인 접근 방식을 통해 고객 및 이해관계자를 지속적으로 만족시킬 수 있도록 하는 프레임워크와 원칙들을 제공합니다. 특히, 강력한 고객 중심주의와 프로세스 기반 접근 방식을 포함한 7가지 품질경영 원칙을 바탕으로 합니다.

비즈니스 전략가들이 사무실에서 수직적 및 수평적 B2B 모델에 대해 논의하고 있다.

수직적 및 수평적 B2B 비즈니스 모델

B2B 비즈니스 모델은 크게 수직형과 수평형으로 나뉩니다. 수직형 B2B 모델은 특정 산업 분야에 특화된 제품과 서비스를 제공하며, 해당 분야의 고유한 요구에 맞춘 솔루션을 제시합니다(예: 치과용 소프트웨어). 반면, 수평형 B2B 모델은 다양한 산업 분야에 적용 가능한 제품이나 서비스를 제공합니다(예: 회계 소프트웨어 또는 사무용품).

LCA 시스템 경계: 전 생애주기(Cradle-to-Grave) vs. 전 생애주기(Cradle-to-Grate)

LCA 시스템의 경계는 평가에 포함되는 제품 수명 주기 단계를 정의합니다. "요람에서 무덤까지(cradle-to-grave)" 분석은 원자재 추출부터 제조, 사용, 최종 폐기에 이르기까지 제품의 전체 수명 주기를 포괄합니다. 반면, "요람에서 출하까지(cradle-to-gate)" 평가는 제품이 공장 출하 시점을 기준으로 하는 부분적인 LCA로, 사용 및 폐기 단계를 제외합니다.

1980

1984

1986

1987-03

1990

1980

1981

1986

1987

1989

1990

Surface micromachining process for MEMS device fabrication in a laboratory.

MEMS용 표면 미세가공

표면 미세가공은 기판 위에 박막을 증착하고 패터닝하여 MEMS 소자를 제작하는 기술입니다. 이 기술은 희생층(예: 이산화규소) 증착, 패터닝, 구조층(예: 폴리실리콘) 증착, 그리고 마지막으로 희생층을 제거하여 기계적 구조를 드러내는 일련의 과정을 포함합니다. 이 공정을 통해 웨이퍼 표면에 복잡하고 자립형인 미세구조를 직접 제작할 수 있습니다.

Team of computer scientists designing network architecture based on end-to-end principle.

종단 간 원칙(네트워크)

인터넷 및 통신 시스템의 핵심 설계 철학인 종단 간 원칙은 안정성 및 오류 검사와 같은 애플리케이션별 기능은 중간 노드가 아닌 네트워크의 최종 호스트에 있어야 한다는 것입니다. 네트워크 자체는 패킷 전송에만 집중하도록 단순하게 유지되어야 합니다. 이러한 원칙에 따라 지능은 네트워크의 가장자리에 배치되고, 네트워크의 중심부는 '단순한' 구조를 갖게 됩니다.

Team collaboration in engineering design for product development.

동시 공학

동시 공학(또는 동시 설계)은 작업의 병렬화를 강조하는 설계 철학입니다. 설계가 완료된 후에 제조를 고려하는 순차적인 프로세스 대신, 설계자, 제조 엔지니어 및 기타 이해 관계자들이 처음부터 함께 협력하는 팀 기반 접근 방식을 채택합니다. 이러한 병렬화는 제품 개발 시간을 크게 단축하고 설계 품질을 향상시킵니다.

현대적인 사무실 환경에서 주란 3부작 원칙에 초점을 맞춘 품질 관리 회의.

주란 3부작 (퀄리티 3부작)

조셉 M. 주란 박사가 개발한 주란 3부작은 품질 계획, 품질 관리, 품질 개선이라는 세 가지 상호 연관된 프로세스로 구성된 기본적인 품질 관리 접근 방식입니다. 이 프레임워크는 조직이 품질을 관리하는 체계적인 방법을 제공합니다. 또한 품질은 우연히 얻어지는 것이 아니라 체계적으로 계획하고 관리해야 한다는 점을 강조합니다.

엔진 부품의 파라메트릭 모델링을 위해 CAD 소프트웨어를 사용하는 기계 엔지니어.

CAD에서의 파라메트릭 모델링

파라메트릭 모델링은 기하학적 형상뿐만 아니라 매개변수와 제약 조건을 통해 설계를 정의하는 CAD 패러다임입니다. 치수와 형상 간의 관계(예: 평행도, 접선도)는 매개변수로 저장됩니다. 매개변수 값을 변경하면 정의된 제약 조건을 유지하면서 전체 모델이 자동으로 업데이트됩니다. 이러한 접근 방식은 설계 반복, 자동화 및 설계 패밀리 생성을 용이하게 합니다.

산업 현장의 작업 공간에서 적층 제조 방식(FDM)을 시연하는 3D 프린터.

융합 적층 모델링(FDM)

FDM(Fused Deposition Modeling), 또는 FFF(Fused Filament Fabrication)라고도 불리는 이 기술은 용융된 재료를 미리 정해진 경로를 따라 층층이 선택적으로 쌓아 올려 물체를 제작하는 방식입니다. 열가소성 필라멘트는 코일에서 풀려 가열된 압출기 노즐을 통해 공급됩니다. 노즐은 필라멘트를 녹여 제작 플랫폼에 분사하고, 필라멘트는 플랫폼에서 냉각 및 응고되어 아래층과 융합됩니다.

전 생애 주기 평가(LCA)

전 생애 주기 평가(LCA)는 제품 수명 주기의 모든 단계와 관련된 환경 영향을 평가하는 체계적인 방법론입니다. 이 "요람에서 무덤까지" 또는 "요람에서 요람까지" 분석은 원자재 추출, 가공, 제조, 유통, 사용, 수리, 유지 보수 및 최종 폐기 또는 재활용을 모두 고려합니다. 에너지 및 원자재와 같은 투입량과 대기, 수질, 토양으로의 배출물과 같은 산출량을 정량화합니다.

고체 배터리 원리

고체 배터리는 기존 배터리의 액체 또는 고분자 겔 전해질을 세라믹이나 고체 고분자와 같은 고체 이온 전도성 물질로 대체한 것입니다. 이러한 설계는 가연성 액체 전해질을 제거하여 안전성을 향상시키고, 특히 순수 리튬 금속과 같은 고용량 양극재 사용을 가능하게 하여 에너지 밀도와 수명을 늘리는 것을 목표로 합니다.

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)