고강도 강철 부품의 DMLS vs. 단조

고성능 강철 부품 시장은 점점 제조업 갈림길에 직면하고 있습니다. 전통적인 단조 방식이 검증된 신뢰성을 제공하는 반면, DMLS는 설계 자유도로 인해 연간 19% 성장하고 있습니다.

방법론

1. 시험편

• 설계: 표준화된 시험 쿠폰 및 실제 생산 부품:

서스펜션 요크(780g)

터빈 링크(620g)

• 재료: AISI 4340 강철, 42-44 HRC로 열처리

2.생산 시스템

• DMLS: EOS M 300-4 (400W 레이저, 30μm 층 두께)

• 단조: 유압 프레스 1500톤, 유도 가열 방식

3.평가 지표

• 인장/피로 시험 (ASTM E8/E466 기준)

• 미세구조 분석 (SEM/EDS)

• 생산 비용 분석 (장비 시간, 소재비, 후가공비)

토론

1.DMLS가 적합한 경우

• 프로토타이핑: 단조 프로토타입의 8주 대비 5일 이내 제작 가능

• 복잡한 형상: 내부 유로 또는 위상 최적화 설계

• 소량 생산: 중형 부품 기준 <200개

2. 단조의 장점

• 대량 생산: 연간 >300개

• 핵심 안전 부품: 스티어링/서스펜션 부품

• 소재 효율성: 사용률 95% (DMLS 대비 60-70%)

결론

고강도 강철 부품의 경우:

• DMLS: 복잡한 형상의 소량 부품 및 신속한 반복 제작에 최적

• 단조: 대량 생산 및 최대 강도 확보에 가장 적합

DMLS를 활용한 근순형 가공 + 단조 마감의 하이브리드 방식은 추가 연구가 필요함.