3D 금속 프린터는 용접 와이어를 사용합니다

Nov 11, 2023

FFF(융합 필라멘트 제조) 프린터와 와이어 용접기를 모두 본 적이 있다면 두 장치가 유사한 기본 원리로 작동한다는 것을 알 수 있을 것입니다. 공급원료는 필라멘트(와이어라고도 함) 형태로 공급되며 용접기의 경우 용접 부분을, 프린터의 경우 3D 개체를 만들기 위해 녹여 작업물에 침전됩니다. 물론, 단순히 열가소성 필라멘트를 금속 와이어로 대체하는 것을 방해하는 여러 가지 어려움이 있습니다. 그러나 이러한 어려움은 진지한 노력으로 극복될 수 있는 것으로 밝혀졌습니다. [Dominik Meffert]는 와이어 3D 프린터 프로젝트를 통해 이를 정확하게 수행했습니다.

그의 필라멘트로 [Dominik]은 표준 용접 와이어를 선택했으며 스테인리스강과 플럭스 코어 와이어를 사용해 실험도 했습니다. 처음에 그는 Bowden-tube 압출 메커니즘의 스테퍼 구동 콜드 엔드 메커니즘으로 일반 톱니 기어를 사용했지만 용접기의 표준 와이어 피더 휠이 더 잘 작동한다는 것을 발견했습니다. 이 핀치 드라이브는 Bowden 튜브를 통해 와이어를 핫 엔드로 공급합니다.

열가소성 3D 프린터에서는 재료가 핫엔드 내부의 챔버에서 녹은 다음 노즐을 통해 압출되어 증착됩니다. 금속 와이어에 대해 이 배열을 복제하는 대신 [Dominik]은 수정된 전자레인지 변압기(MOT)를 사용하여 와이어를 안정적으로 가열하는 데 필요한 저전압/고암페어를 생성했습니다. 가열은 변압기 입력의 전력을 변조하는 위상 점화 정류기 전력 컨트롤러를 통해 제어됩니다. 편리하게도 이 컨트롤러는 3D 프린터 보드의 냉각 팬 출력에 연결되어 있어 모든 표준 슬라이서 소프트웨어가 금속 프린터용 g-코드를 생성할 수 있습니다.

와이어가 가열되어 녹을 수 있도록 하려면 2차 변압기의 완전한 회로가 있어야 합니다. 와이어 직경과 일치하는 표준 용접 노즐은 핫 엔드의 전극으로 사용되고 금속 빌드 플레이트는 다른 전극으로 사용됩니다. 상상할 수 있듯이 빌드 플레이트와 첫 번째 레이어를 올바르게 만드는 것은 플라스틱 프린터의 경우보다 훨씬 더 까다롭습니다. 이 경우, 인쇄된 물체가 판과 좋은 전기적 연속성을 유지해야 하고, 용접이 완전히 끝나서는 안 되며, 1450°C의 용강이 판을 휘게 하는 경향이 있다는 사실이 추가로 복잡해집니다.

이 모든 작업을 수행하기 위해 해결해야 할 모든 문제를 고려할 때, 우리는 [Dominik]의 지금까지의 진전에 매우 깊은 인상을 받았습니다! 열가소성 프린터의 경우에도 몇 년 전에 의욕이 넘치는 실험자 그룹에 의해 비슷한 문제가 해결되었으며, 특히 간단하고 쉽게 사용할 수 있는 재료를 사용하여 금속 인쇄에서 비슷한 일이 일어나기 시작하는 것을 보는 것은 좋은 일입니다.

하지만 이것이 DIY 금속 인쇄에 대한 유일한 접근 방식은 아닙니다. 우리는 얼마 전에 전자빔 용해(EBM)를 사용한 것을 보았습니다.

팁을 주신 [Krzysztof]에게 감사드립니다!