솔루콘
소프트웨어 기반 지능형 디파우더링의 장점 – Enerbine 적용 사례
열교환기에서 분말 제거 시 SPR-Pathfinder®의 효과
소개
본 사례 연구는 Enerbine사의 열교환기에 적용된 자동 디파우더링 공정을 다룹니다.
Enerbine은 분산형 발전을 위한 모듈형 연료 비의존 인버터 유닛을 제조하며, 액체 및 기체 연료 모두와 호환되는 솔루션을 제공합니다. 이들의 기술은 첨단 금속 3D 프린팅과 세라믹 및 고급 소재를 결합하여 높은 정밀도, 효율성 및 내구성을 제공합니다. Enerbine은 초기 도입 기업으로서 자사 공장에 Solukon의 SFM-AT350 디파우더링 시스템을 설치한 이후 SPR-Pathfinder®를 활용해 왔습니다.
본 사례 연구에서는 Enerbine이 지능형 디파우더링을 어떻게 활용하고 있는지, 그리고 향후 디파우더링 역량을 어떻게 확장할 계획인지 확인할 수 있습니다.
SFM-AT350: 중형 금속 부품의 디파우더링
적용 및 디파우더링 프로세스의 주요 수치
| 빌드 플레이트 크기 (W x D x H) | 200 x 200 x 350 mm |
| 빌드 플레이트 크기 (W x D x H) | 200 x 200 x 350 mm |
| 소재 | In718 |
| 적용 분야 | 발전용 열교환기 |
| 표면 / 구조 | – 얇은 벽을 가진 실린더 구조이며 내부에 연료 인젝터 포함 – 부품 내부에 약 200mm 높이의 곡선형 채널 존재 – 하나의 빌드 플레이트에 동일 형상의 부품 4개 배치 |
| 분말로 채워진 내부 구조의 최소 직경 | 0.2 mm |
| 디파우더링 시스템 | 고주파 노커가 장착된 Solukon SFM-AT350 |
| 자동 디파우더링 소요 시간 | 360분 |
| 사용 모드 | SPR-Pathfinder®가 적용된 인텔 모델(Intel Mode) |
| 세정 단계 수 | 1200단계 |
| 세정 사이클당 회수된 분말량 | 10~20 kg |
| 이 유형의 부품 주간 처리 수량 | 주당 12개 |
디파우더링 프로세스
디파우더링 공정은 고주파 노커가 추가된 SFM-AT350에서 수행되었습니다.
SPR-Pathfinder®가 적용된 Intel Mode로 디파우더링을 진행하는 동안 강한 분말 흐름이 관찰되었습니다. 또한, 목표 지향적인 노킹을 통해 작은 부품 내부 공간(최소 크기: 0.2 mm)에 막혀 있는 분말을 효과적으로 제거할 수 있었습니다. 전체적으로 SFM-AT350에서 열교환기의 디파우더링 공정은 약 6시간이 소요되었습니다. 각 디파우더링 사이클마다 약 10~20 kg의 분말을 회수할 수 있었으며, Enerbine 팀은 이를 체질(sieving)한 후 재사용하여 추가 프린팅 공정에 활용하고 있습니다.
디파우더링 이후, Enerbine 팀은 EDM(방전 가공)을 통해 부품을 절단하여 내부를 확인했습니다. 그 결과, 구조 내부에는 분말 잔류물이 남아 있지 않았습니다. Enerbine의 적층 제조 엔지니어인 Erling LaSalle은 “Solukon을 사용하기 전에는 얇은 벽 내부에 분말이 남아 있었습니다. 그러나 지금은 벽 표면에 약간의 먼지만 남아 있을 뿐입니다”라고 말했습니다.
디파우더링 공정 이후에는 IPA 세정, 열처리, 그리고 기계 가공 공정이 이어집니다.
안전한 공정, 낮은 유지보수
Solukon 디파우더링 시스템을 도입함으로써, 분말이 밀폐된 환경에서 처리되기 때문에 작업자의 산업 안전 및 보건이 크게 향상되었습니다. 또한 Solukon 장비는 유지보수 요구가 최소화되어 Enerbine의 적층 제조 생산 시설에서 효율성을 높이는 중요한 요소로 작용하고 있습니다
SPR-Pathfinder® 기반 디파우더링의 장점 (기존 방식 대비)
Enerbine은 부품 형상을 기반으로 움직임을 정밀하게 사전 계산하는 SPR-Pathfinder®를 활용한 지능형 디파우더링에서 상당한 이점을 확인했습니다. Erling은 다음과 같이 설명합니다
“소프트웨어를 사용하기 전에는 프로그램을 수동으로 설정하고 8~12시간 동안 실행했지만, 여전히 부품 내부에 분말이 남아 있었습니다. Pathfinder 프로그램을 사용하면 공정 시간이 6시간으로 단축되며, 모든 분말이 완전히 제거됩니다.”
SPR-Pathfinder®는 특히 열교환기 설계가 아직 개발 단계에 있고 매 출력마다 약간씩 변경되는 상황에서 매우 유용합니다. 이 소프트웨어는 이러한 작은 설계 변경을 빠르게 반영할 수 있습니다.
Enerbine의 산업용 디파우더링 성장의 다음 단계
현재 SFM-AT350은 하나의 빌드 플레이트에서 최대 4개의 부품을 동시에 디파우더링할 수 있습니다. 그러나 곧 SFM-AT350의 최대 중량 한계를 초과하게 될 것으로 예상되며, 이에 따라 Erling의 팀은 더 큰 Solukon 디파우더링 시스템인 SFM-AT800-S로 업그레이드할 계획입니다.
“완전한 생산 환경을 위해서는 SFM-AT800-S가 필요합니다.”라고 Erling은 말합니다.
