ExOne은 ORNL에서 3D 프린트 금속까지 새로운 바인더 분사 공정을 라이선스합니다.

Aug 07, 2023

바인더 젯팅 3D 프린터 제조업체인 ExOne은 오크리지 국립연구소(ORNL)로부터 강화된 경량 금속-세라믹 부품을 제작할 수 있는 새로운 프린팅 방법을 라이선스 받았습니다.

18개월 동안 개발해온 ORNL의 특허 출원 중인 프로세스를 통해 ExOne 기계로 알루미늄 침투 탄화붕소 부품을 만들 수 있습니다. 두 회사 간의 기존 R&D 라이선스를 기반으로 한 최신 계약을 통해 이제 ExOne은 과학 연구 부품을 3D 프린팅하고 고객에게 제공함으로써 이 기술을 상업적으로 사용할 수 있게 되었습니다.

엑스원의 바인더 젯팅 공정

ExOne은 바인더 분사기 생산을 전문으로 하며 1996년 기술 라이센스를 취득한 이후 많은 시스템에 통합되었습니다. 이 회사의 현재 포트폴리오는 보급형 InnoventPro부터 대용량 X1 160PRO까지 다양하며, 각각 고유한 프로세스의 변형을 특징으로 합니다.

기본적으로 ExOne의 기술에는 금속, 모래 또는 세라믹 베드에 바인더를 분사하여 모양을 만든 다음 소결하여 입자를 최종 부품으로 융합하는 작업이 포함됩니다. 과거에 이 회사는 미 공군과 같은 군사 고객의 요구를 충족하기 위해 프로세스를 활용했지만 최근에는 기술 역량을 기반으로 구축하려고 노력하고 있습니다.

예를 들어, 작년에 ExOne은 바인더 젯팅과 관련된 알려진 문제를 해결하기 위해 대학에 280만 달러를 지급했으며, 다른 협력을 통해 21개의 새로운 적격 재료를 생산했습니다. 이제 ORNL과 함께 진행 중인 프로젝트도 결실을 맺었습니다. 그곳의 팀은 가공 중에 재료를 부품에 침투시킬 수 있는 바인더 분사 방법을 개발했습니다.

ORNL의 특허 출원 중인 접근 방식

거의 6년 동안 ORNL은 ExOne과 긴밀히 협력하여 시스템 매개변수를 최적화하고 H13 Tool Steel과 같은 새로운 재료를 처리할 수 있도록 했습니다. 2019년 7월에 시작된 프로젝트 중 하나에서 ORNL이 이끄는 팀은 탄화붕소를 알루미늄 합금에 흡수할 수 있는 새로운 공정을 개발했습니다.

금속 매트릭스 복합재 또는 '서멧'으로 알려진 결과 재료는 모합금의 강도를 유지할 뿐만 아니라 더 가볍고 중성자 흡수 특성을 갖추고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 복합재는 중성자 산란 장비를 만드는 데 특히 유용하며, 이를 통해 과학자는 원자 수준에서 데이터를 효과적으로 캡처할 수 있습니다.

프로세스의 잠재력을 확인한 ExOne은 2019년에 처음으로 R&D 목적으로 라이센스를 부여했으며 최근 계약 이후 상업적 사용도 허용하도록 확장되었습니다. 갱신된 라이센스에는 미국 특허 번호 16/155,134와 "적층 가공을 사용한 중성자 흡수 재료로 만든 콜리메이터 및 기타 부품"의 생산과 기타 두 가지 임시 출원이 포함됩니다.

이번 거래 이후 ExOne은 중성자 실험에 사용할 다양한 매트릭스 복합 부품을 제작하기 위해 ORNL과 계속 협력할 계획입니다. 새로운 바인더 분사 방법을 상업적으로 허가받은 ExOne은 이를 고객에게 제공하여 경량 에너지 흡수 금속-세라믹 부품을 생산하는 새로운 수단을 제공할 예정입니다.

세라믹의 잠재력 활용

세라믹의 에너지 흡수 특성은 잘 알려져 있지만 고유한 취약성과 복잡한 소결 요구 사항으로 인해 종종 가공이 어렵고 균열이 발생하기 쉽습니다.

그러나 HRL 연구소와 같은 회사에서는 최근 이러한 단점을 해결하기 위한 새로운 기술과 3D 프린팅된 파손 방지 세라믹 매트릭스 복합재(CMC)를 개발했습니다. 이러한 유리 같은 소재는 강화된 내구성을 갖추고 있어 잠재적으로 에너지 생성 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

마찬가지로 Fraunhofer IKTS 팀은 세라믹과 금속 재료를 모두 단일 부품에 통합할 수 있는 다중 재료 분사 시스템을 만들었습니다. 과학자들의 새로운 공정은 세라믹 강화 요소를 갖춘 위성 엔진을 포함하여 일련의 내열성 부품을 생산했습니다.