적층 가공 혁신을 위한 설계를 보여줄 최초의 완전 3D 프린팅 제트 엔진

PTC는 5월 15일 월요일 매사추세츠주 보스턴에서 시작되는 LiveWorx 2023 프리미어 이벤트에서 세계 최초의 완전 3D 프린팅 제트 엔진을 선보일 예정입니다. 무게가 약 8파운드이며 인코넬로 인쇄된 이 마이크로 터보제트 엔진은 완전한 단일 어셈블리고 모든 회전 및 고정 구성 요소를 포함하고 있으며 Creo CAD 소프트웨어로 설계되었습니다.

조립이 필요 없는 완전히 자체적으로 작동 가능한 마이크로 터보제트 엔진을 50,000RPM 터빈까지 포함하여 설계하고 인쇄하는 것은 적층 가공을 위한 설계 부문에서 상당한 혁신을 이룩했음을 보여줍니다. 결국, 제트 엔진은 작동을 위한 성능 요구 사항과 여러 방식으로 회전 또는 이동해야 하는 부품의 복잡성을 모두 고려해야하는 가장 강력하고 복잡한 제품군에 속합니다. 하지만 PTC는 지난 몇 년 동안 Creo의 핵심 설계 기능뿐만 아니라 정교한 설계를 3D 프린팅 환경으로 직접 전송하는 기능을 함께 발전시켰습니다.

적층 가공 부문에서 검증된 이런 케이스는 항공우주 산업에서 자재와 마이크로 터보제트 엔진과 같은 제품의 제조에 대한 우리의 생각에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. 오늘날 이러한 엔진에는 많은 고가 부품을 사용한 복잡한 조립 공정이 필요하므로 고객은 공급망 종속성, 제한된 가용성, 그리고 조립 완료에 필요한 적합한 직원 전문성을 유지하는 제조업체 등을 모두 고려해야하는 복잡한 상황에 놓여있습니다. 적층 가공을 사용하면 조립 공정이 필요 없을 뿐만 아니라 생산에 필요한 부품 수와 도구를 크게 줄일 수 있습니다. 이를 통해 비용을 절감하고 금속 3D 프린터에 대한 요구 사항을 줄이며 고객 현장에서 바로 주문형 제조를 실현할 수 있는 가능성이 열리게 됩니다.

제트 엔진 프로젝트는 PTC의 기술 부문 부사장이자 테크니온이스라엘 공과대학교의 선임 연구원인 로넌 벤 호린(Ronen Ben Horin) 박사와 동대학의 항공 우주과 부교수인 베니 쿠쿠렐(Beni Cukurel)이 함께 구상했습니다. 두 사람은 제트 추진에 대한 수년간의 심도 있는 과학 연구에 첨단 엔진 설계 및 적층 가공 설계에 대한 엔지니어링 전문 지식을 결합했습니다.

베니 쿠쿠렐 부교수는 이 사례는 자신과 로넌 둘 다에게 매우 보람있는 성과이며 이로 인해 지원 기술의 발전을 주도하고 수년간의 연구의 정점을 보여주게 되었다고 말했습니다. 그는 제트 추진에 대한 그들의 광범위한 지식과 경험이 마이크로 터보제트 엔진의 생산에 있어서 상업적으로 실행 가능한 방법을 소개할 수 있게 되었음에 매우 기뻐하고 있습니다. 또한 Creo를 그들의 비전과 혁신 수준을 지원할 수 있는 역량을 가진 강력한 엔지니어링 시스템으로 평가했습니다.

제트 엔진 어셈블리에 사용된 Creo 고급 설계 기능은 다음과 같습니다.

• 경량 설계: Creo를 사용하면 재료가 더 많고 무게가 더 무거운 설계가 가진 강도와 성능을 그대로 유지하면서 재료 및 무게는 줄일 수 있는 정교한 격자 모델링 및 제너레이티브 디자인이 가능합니다.
• 3D 인쇄를 위한 자체 지원 형상: Creo의 빔 기반 격자는 인쇄 가능성을 위해 설계를 자동으로 최적화합니다. Creo는 또한 인쇄 가능성 검사와 함께 사용할 수 있으며 자체 지원가능한 공식 기반 격자, 그리고 인쇄 효율성을 위해 설계를 조정할 수 있는 수정자 기능도 제공합니다.
• 3D 인쇄 장비 상호 운용성: Creo는 인쇄 및 후처리에 사용되는 대부분의 3D 인쇄 장비와 호환됩니다. Creo의 3D 부품 설계 기능은 정밀한 조립을 위해 전통적 방법의 머시닝 수행에 매우 중요합니다. Creo는 다양한 형식을 지원하기 때문에 예를 들어 3MF를 사용하여 3D 모델을 여러 다양한 프린터 기술로 전송할 수 있으며 동시에 사용자는 머시닝에 필요한 연관 모델을 쉽게 생성할 수 있게 됩니다. 이 마이크로 제트 엔진은 EOS 프린터로 인쇄되었습니다.

이 엔진은 LiveWorx가 끝나면 6월 19일부터 25일까지 파리 에어쇼에서 다시 선보일 예정입니다.

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