Zeiss, ORNL Tech에 3D 프린팅 부품 검사 라이센스 부여

Jun 22, 2023

이 기사를 공유하세요

오랫동안 금속 3D 프린팅 부품 내부를 들여다보는 데 활용된 CT 스캐닝을 통해 갇힌 분말, 균열 및 기타 변형을 확인할 수 있습니다. 비파괴 검사 기술로서 공정 오류를 식별하고, 제조 방법을 개선하고, 배송 전에 결함이 있는 부품을 표시하는 데 유용한 도구 역할을 합니다. 이제 ORNL(오크리지 국립 연구소)과 독일 광학 선두업체인 ZEISS는 3D 프린팅 부품의 품질 보증을 위한 CT 스캐닝 사용에 관해 협력하기로 5년 라이선스 계약을 체결했습니다.

라이선스 계약을 통해 ZEISS는 정확성을 높이면서 검사 비용을 10분의 1로 대폭 절감하도록 설계된 도구인 Simurgh에 주목하고 있습니다. 업계에서는 부품별 테스트가 급증할 준비가 되어 있기 때문에 이는 특히 시의적절합니다. 이름이 '반지의 제왕' 캐릭터의 이미지를 연상시킬 수도 있지만 Simurgh는 모두 사업입니다. 이는 갇힌 분말, 폐색 또는 균열과 같은 문제를 나타낼 수 있는 문제가 있는 형상을 식별하도록 훈련된 알고리즘을 사용합니다. 이 연구 계획은 ORNL의 제조 시범 시설에 위치한 에너지부의 첨단 재료 및 제조 기술 사무소의 지원을 받습니다. 기술사업화기금 지원도 받았다.

“CT는 생산되는 부품의 품질을 보장하기 위해 다양한 산업 분야에서 사용되는 표준 비파괴 기술입니다. 그러나 CT는 전통적으로 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 프로세스입니다. 문제는 우리가 알고 있는 물리학과 기술을 어떻게 활용하여 CT 프로세스의 속도를 높이고 업계에서 보다 광범위하게 채택할 수 있는지입니다. 제가 달성하고 싶은 궁극적인 목표는 이를 매우 빠르게 만들어 생산 라인에 배치하여 모든 부품을 빠르고 안정적으로 CT 스캔할 수 있도록 하는 것입니다. 만약 우리가 거기에 도달할 수 있다면 그것은 3D 프린팅이 그 잠재력을 실제로 실현할 수 있게 해주는 판도를 바꾸는 발전이 될 것입니다.”라고 ORNL 연구원 Amir Ziabari는 말했습니다.

“ZEISS와 ORNL은 자동화된 분석 및 검증을 위한 혁신적인 솔루션 개발로 이어지는 오랜 파트너십을 유지해 왔습니다. 우리는 이제 적층 제조 공정 개발과 검증을 더욱 개선하여 대규모 채택과 프로토타입 제작에서 제조로의 전환을 가능하게 하기 위해 노력하고 있습니다.”라고 ZEISS의 AM 관리자인 Paul Brackman은 말했습니다.

이 경우 Simurgh의 기능은 CT 스캔 이상으로 확장됩니다. 이 도구는 또한 주사 전자 현미경의 데이터에 대해 훈련되었습니다. 부품을 스캔할 때 Simurgh는 기계 학습, 특히 딥 러닝을 사용하여 오류가 발생하기 쉬운 영역을 자동으로 분석하고 찾아냅니다. 시스템은 기계 학습을 활용하여 컴퓨팅 비용을 최적화하는 동시에 속도와 정확성을 모두 향상시킵니다. 특히 Simurgh는 Browns Ferry 원자력 발전소에 사용될 핵연료 조립 브래킷과 3D 프린팅된 터빈 블레이드를 면밀히 조사했습니다.

Zeiss는 이미 GOM Blade Inspect Pro 도구와 기타 다양한 터빈 블레이드 및 깜박임 검사 도구를 보유하고 있습니다.

“어떤 유형의 결함이 존재할 수 있는지 이해하는 것은 재료의 거동을 이해하는 데 매우 중요합니다. 이러한 유형의 부품에서는 재료의 결함이나 작은 기공으로 인해 치명적인 오류가 발생할 수 있습니다.”라고 ORNL의 제조 시연 시설 책임자인 Ryan Dehoff는 말했습니다.

항공우주 및 의료 분야에서 적층 가공(AM)을 통한 핵심 부품 생산이 급증하는 가운데 CT 스캐닝의 역할도 확대되면서 시스템 판매도 늘고 있습니다. 이러한 추세는 측정 분야의 거대 기업인 ZEISS와 Nikon의 주목을 피하지 못했습니다. Nikon은 SLM Solutions와 Morf3D를 구입했으며 ZEISS는 EOS의 초기 후원자였습니다. 최근에는 Makerverse와 Precise Bio에 투자하고 프로세스 모니터링 솔루션을 위해 EOS와 파트너십을 맺었습니다. 2019년부터 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)와 협력하여 인증 서비스인 ZEISS ParAM을 공동 개발했습니다.

이러한 선도적인 계측 및 반도체 제조 회사는 AM에 수동적인 관심을 갖고 있지 않습니다. 그들의 참여는 하드 데이터를 통해 알려집니다. CT뿐만 아니라 3D 스캐닝 시스템도 포함하는 포괄적인 포트폴리오를 보유하고 있어 적층 제조 분야에 깊이 적응하고 있습니다. 이를 통해 그들은 업계의 궤적을 정확하게 예측할 수 있는 독특한 위치에 놓이게 됩니다. 이들 제품에는 CT 스캐너를 넘어 치수 정확도, 표면 질감 및 일반 정밀도를 평가하기 위한 3D 스캐너가 포함됩니다.