바인더 분사를 통해 최적화된 탄화규소를 우주로 보내기

Jan 13, 2024

이 기사를 공유하세요

TECNALIA는 지식을 기업의 비즈니스 기회로 전환하고 사회를 위한 GDP 성장에 초점을 맞춘 벤치마크 연구 및 기술 개발 센터입니다. 극한 조건용 재료 연구 그룹은 회사의 산업 및 이동성(I&M) 부서에 속하며 산업 제품 및 서비스의 설계, 제조, 유지 관리 및 수명 종료에 중점을 두고 있습니다.

SENER Aeroespacial은 우주, 국방, 과학을 위한 고성능 항공우주 시스템을 공급하는 선도적인 공급업체로서 반세기가 넘는 기간 동안 기술 개발을 통해 가치를 더해 왔습니다. 이 회사는 유럽 우주국(ESA)과 같은 고객과 협력하여 광역학, 대형 모바일 구조물, 계측 및 인프라 제어 분야의 종합 프로젝트를 수행합니다.

X-시리즈 바인더 분사 기술의 재료 유연성 덕분에 TECNALIA는 InnoventX 시스템을 사용하여 다양한 산업을 지원하는 다양한 분말을 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 팀은 전문 지식을 활용하여 절삭 공구 산업의 성능 향상을 촉진하는 초경합금 및 공구강을 최적화할 뿐만 아니라 중요한 응용 분야의 최첨단 혁신에 사용되는 탄화 규소 및 알루미나와 같은 기술 세라믹을 처리합니다.

TECNALIA 팀은 극한의 온도, 마모, 마모 및 부식성 환경을 위한 재료에 대한 집단적 지식을 보유하고 있으므로 SENER Aeroespacial과 유럽 우주국(ESA)이 위성 광학 지원을 위한 새로운 제조 경로를 조사하려고 할 때 자연스러운 파트너가 되었습니다. 우주 여행의 가혹한 조건에서는 높은 치수 안정성, 인접 시스템과 호환되는 열팽창 계수(CTE), 탁월한 표면 품질 및 기계적 특성을 갖춘 구성 요소가 필요합니다. 따라서 세라믹은 열-기계적 안정성, 고온 성능, 경도 및 경량으로 인해 우주 응용 분야에 이상적이며 TECNALIA는 도전 과제에 적용할 수 있는 필수 재료 및 공정 전문 지식을 제공했습니다.

TECNALIA의 프로젝트 관리자 겸 그룹 리더인 Dr. Iñigo Agote는 "우주 응용 분야에서는 항상 중량 감소를 추구합니다. 이는 최종 페이로드 비용과 직접적으로 연결되기 때문입니다."라고 말하며 경량화가 오늘날 항공우주 기업의 체계적인 요구 사항임을 설명했습니다. 기술적인 세라믹 탄화규소(SiC)가 이 분야에서 매우 인기 있는 소재인 이유 중 하나는 질량 절감입니다. 가볍고 견고하며 우주에서 볼 수 있는 극한의 온도에 적응할 수 있는 열 특성을 갖는 독특한 이점을 통해 부드러워질 때까지 연마할 수 있습니다.

그러나 전통적인 방법을 사용하여 SiC를 제조하는 것은 이러한 바람직한 고성능 특성으로 인해 비용이 많이 들고 어렵습니다. Agote는 "냉간 성형 및 소결과 같은 보다 전통적인 생산 공정을 사용할 때 형상 복잡성의 정도가 제한됩니다."라고 말했습니다. "형상이 복잡하고 SiC와 같은 세라믹 가공이 힘들고 비용이 많이 드는 공정인 경우 부품에 최종 가공이 필요합니다."

까다롭고 비용이 많이 드는 가공 및 연마 후처리 단계를 줄이기 위해 거의 순 형상 부품을 제공하기 위해 적층 가공이 연구되었습니다. 바인더 젯 3D 프린팅은 어두운 분말이 UV 경화되지 않고 높은 융점으로 인해 레이저 기반 방법이 필요하지 않기 때문에 다른 적층 기술 중에서도 속도와 정밀도로 고유한 SiC 디자인을 만들 수 있는 유일한 프로세스로 확인되었습니다.

TECNALIA 팀은 적절한 SiC 분말을 식별하고 최상의 처리 단계를 정의하는 작업에 착수했습니다. 매개변수 설정을 맞춤화할 수 있는 Desktop Metal InnoventX 기계의 유연성과 TECNALIA 팀의 프로세스 및 재료 전문 지식이 결합되어 이 응용 분야의 특성을 맞춤화함으로써 필요한 품질을 갖춘 최종 부품을 제공하는 획기적인 발전을 이루었습니다. 부품은 PIP 전 3시간 안에 InnoventX에서 프린팅되고 치밀화를 위해 실리콘을 침투할 수 있었습니다.