3D 프린터 파우더 공급업체
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3D 프린팅 기술은 분말 재료를 사용하여 레이어별로 물체를 제작합니다. 올바른 파우더를 선택하는 것은 부품 품질, 기계적 특성, 정확도, 디테일 해상도, 표면 마감에 매우 중요합니다. 이 문서에서는 주요 3D 프린팅 공정에 사용되는 다양한 유형의 파우더와 그 구성, 주요 특성, 응용 분야 및 주요 글로벌 공급업체에 대한 개요를 제공합니다.
개요 3D 프린터 파우더 공급업체
적층 제조라고도 하는 3D 프린팅은 분말 폴리머, 금속, 세라믹 또는 복합재를 원료 입력 스톡으로 사용합니다. 사용되는 기술과 재료에 따라 분말은 특정 입자 크기 분포, 형태, 유동 특성, 융점 및 기타 물리적, 화학적 특성을 프린팅 공정에 맞게 설계할 수 있습니다.
3D 프린터 파우더의 종류
여러 핵심 기술은 파우더 베드 퓨전을 사용하여 재료를 층별로 선택적으로 녹이고 고형화하여 3D 오브젝트를 제작합니다. 널리 사용되는 프로세스 및 관련 파우더는 다음과 같습니다:
| 프로세스 | 재료 |
|---|---|
| 선택적 레이저 소결(SLS) | 나일론, TPU, PEEK와 같은 열가소성 플라스틱 분말 |
| 직접 금속 레이저 소결(DMLS) | 알루미늄, 티타늄, 강철 합금과 같은 금속 분말 |
| 전자빔 용융(EBM) | 티타늄 합금, 코발트 크롬, 스테인리스 스틸 |
| 바인더 분사 | 스테인리스 스틸, 공구강, 텅스텐 카바이드 |
| SLA(스테레오리소그래피) | 세라믹 현탁 광중합체 수지 |
SLS용 폴리머 파우더의 구성
선택적 레이저 소결은 입자 크기 분포와 형태가 제어된 미세 폴리머 분말을 사용합니다. 일반적인 재료는 다음과 같습니다:
| 폴리머 | 주요 속성 | 애플리케이션 |
|---|---|---|
| 나일론 12 | 견고성, 유연성 | 기능성 프로토타입, 최종 사용 부품 |
| 나일론 11 | 고강도, 내열성, 생체 적합성 | 항공우주, 자동차, 의료 |
| TPU | 탄성, 내마모성 | 유연한 부품, 스포츠 용품 |
| PEEK | 극한의 온도/화학 물질 내성 | 항공우주, 석유/가스, 의료 |
나일론 12는 레이저 소결에 가장 널리 사용되는 폴리머 파우더입니다. 이 조성물에는 기본 나일론 폴리머, 유동제 및 기타 첨가제가 포함됩니다:
나일론 12 파우더 구성
| 구성 요소 | 기능 |
|---|---|
| 베이스 폴리머 | 기계적 특성, 용융 거동 제공 |
| 흐름 에이전트 | 분말 흐름 개선 및 응집 감소 |
| 노화 방지 첨가제 | 열 안정성 향상 및 시간 경과에 따른 소재 성능 저하 방지 |
적층 제조 공정용 금속 분말의 종류
파우더 베드 융합 및 바인더 제팅에 사용되는 일반적인 금속 분말은 다음과 같습니다:
| 재질 | 합금/등급 | 속성 | 주요 애플리케이션 |
|---|---|---|---|
| 알루미늄 | AlSi10Mg, AlSi7Mg | 가볍고 부식에 강함 | 항공우주, 자동차 |
| 티타늄 | Ti-6Al-4V, Ti 6242 | 높은 중량 대비 강도 비율 | 항공우주, 의료용 임플란트 |
| 스테인리스 스틸 | 316L, 17-4PH, 420 | 부식/내열성 | 펌프, 밸브, 툴링 |
| 공구강 | H13, P20, D2 | 경도, 내마모성 | 사출 금형, 금형 |
| 코발트 크롬 | Co28Cr6Mo | 생체 적합성, 내피로성/내식성 | 치과, 의료 |
| 인코넬 | IN625, IN718 | 고온 강도 | 터빈 블레이드, 로켓 노즐 |
Ti-6Al-4V와 같은 티타늄 합금은 DMLS 및 EBM을 통해 항공우주, 자동차, 의료 부문에서 강하고 가벼운 구조 부품을 제작하는 데 광범위하게 사용됩니다.
금속 분말 구성 및 생산
대부분의 상업용 금속 분말은 가스 또는 물 분무 공정을 통해 생산됩니다. 이 조성물에는 티타늄 또는 알루미늄과 같은 기본 합금 원소와 기타 합금 성분이 포함됩니다:
Ti-6Al-4V 분말 구성
| 요소 | 무게 % | 목적 |
|---|---|---|
| 티타늄(Ti) | 잔액 | 주요 요소 |
| 알루미늄(Al) | 5.5-6.75% | 강하게 하는 것 |
| 바나듐(V) | 3.5-4.5% | 곡물 정제 |
| 철(Fe) | < 0.3% | 불순물 |
금속 AM 분말의 다른 일반적인 생산 방법으로는 플라즈마 원자화, 전기분해, 화학적 환원 등이 있습니다. 이러한 방법은 입자 모양, 크기 분포, 유동성, 겉보기 밀도 및 미세 구조와 같은 분말 특성에 영향을 미칩니다.
세라믹 및 복합 분말
세라믹과 복합 재료도 파우더 베드 기술을 통해 가공하여 고성능 부품을 만들 수 있습니다:
| 재질 | 속성 | 애플리케이션 |
|---|---|---|
| 알루미나 | 높은 경도, 온도/내식성 | 절삭 공구, 마모 부품 |
| 실리콘 카바이드 | 극한의 경도, 내열 충격성 | 금속 절단, 연마재 |
| PEEK 폴리머 | 열역학적 성능 | 항공우주 복합재 |
| 연속 섬유 복합재 | 높은 중량 대비 강도 비율 | 구조적 구성 요소 |
광경화성 세라믹 수지 분말은 광중합체에 이산화규소 나노 입자가 현탁된 광경화성 세라믹 수지 분말은 고정밀 광조형 프린터에 일반적으로 사용됩니다.
파우더 특성 및 사양
3D 프린터 파우더는 입자 크기 분포, 형태, 유량, 밀도 및 미세 구조 측면에서 엄격한 사양을 충족해야 합니다. 일반적인 값은 아래와 같습니다:
폴리머 파우더 사양
| 매개변수 | 일반 값 |
|---|---|
| 입자 크기 | 15~150μm |
| 파티클 모양 | 구형 |
| 겉보기 밀도 | 0.35-0.55 g/cm3 |
| 녹는점 | 172-185°C(나일론 12) |
금속 분말 사양
| 매개변수 | 일반 값 |
|---|---|
| 입자 크기 | 15-45 μm |
| 겉보기 밀도 | 2.5-4.5 g/cm3 |
| 유량 | 25-35초/50g |
| 산화물 함량 | < 0.4 wt.% |
| 마이크로 구조 | 완전 고밀도 구형 |
제조업체는 물리적 특성, 화학 성분 테스트 보고서, 입자 크기 분포 분석, 유량 측정, 주사 전자 현미경 이미지가 명시된 분말 재료 데이터 시트를 제공합니다.
3D 프린팅 파우더의 응용 분야
폴리머 및 금속 분말을 사용하면 다양한 산업 분야에서 최종 사용 부품을 생산할 수 있습니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다:
폴리머 부품
- 기능적 프로토타입
- 자동차 덕트, 하우징
- 소비재, 스포츠용품
- 항공우주 인테리어 부품
금속 부품
- 항공기 엔진/구조 부품
- 터빈 블레이드, 임펠러
- 생체 의료 임플란트, 장치
- 사출 금형, 절삭 공구
3D 프린팅 파우더는 기존의 주조 또는 가공 공정으로는 얻을 수 없는 향상된 기계적 특성을 가진 복잡한 형상을 구현할 수 있습니다.
파우더 공급업체
주요 3D 프린팅 기술을 위한 맞춤형 파우더를 공급하는 글로벌 선도 기업에는 다음과 같은 기업이 있습니다:
폴리머 파우더
| 회사 | 재료 |
|---|---|
| BASF | 울트라신트 PA6, PA11, PA12, TPU |
| 헨켈 | 록타이트 PA12, PP, TPE |
| EOS | PA2200, PA3200GF |
| 에보닉 | 베스토신트 폴리머 |
금속 분말
| 회사 | 재료 |
|---|---|
| AP&C | 티타늄, 니켈, 코발트 합금 |
| 샌드빅 오스프리 | 스테인리스강, 공구강, 초합금 |
| 프렉스에어 | 티타늄, 알루미늄, 코발트 크롬 |
| GE 애디티브 | 스테인리스강, CoCr, 인코넬 |
이 회사들은 특수 입자 크기 분포, 모양, 순도 수준 및 합금 화학을 갖춘 SLS, DMLS, EBM, 바인더 제팅에 맞는 광범위한 재료 등급을 제공합니다.
파우더 비용 분석
재료비는 금속 3D 프린팅을 채택하는 데 있어 중요한 요소입니다. 파우더 가격은 구성, 생산 방법, 품질 및 주문량에 따라 달라집니다:
| 가루 | 가격 범위 |
|---|---|
| 나일론 12 | $60-100/kg |
| 알루미늄 AlSi10Mg | $50-150/kg |
| 티타늄 Ti-6Al-4V | $200-500/kg |
| 니켈 IN625 | $100-250/kg |
| 코발트 크롬 | $150-600/kg |
폴리머 파우더는 이국적인 항공우주 합금에 비해 40-90% 더 저렴할 수 있습니다. 사용한 파우더를 체질하고 새로운 원료와 혼합하여 재활용하면 재료비를 절감할 수 있습니다.
파우더 기반 AM의 장단점
| 장점 | 제한 사항 |
|---|---|
| 다른 프로세스에서는 얻을 수 없는 복잡한 형상 | 일반적으로 기존 방식보다 빌드 속도가 느립니다. |
| 통합 어셈블리, 부품 수 감소 | 파우더 제거/정리 후처리 |
| 맞춤형 합금, 복합 블렌드 | 이방성 머티리얼 속성 |
| 감산 방식에 비해 기계 가공 감소 | 일부 레이저/전자빔 공정의 다공성 문제 |
요약
요약하면, 파우더 베드 융합 및 바인더 분사는 크기, 모양, 구성, 미세 구조가 맞춤화된 특수 설계된 플라스틱, 금속, 세라믹 또는 복합 분말에 의존합니다. 주요 폴리머 옵션으로는 나일론 12, PEEK, TPU 등이 있으며 일반적인 금속으로는 알루미늄, 티타늄, 니켈 기반 합금이 있습니다. 글로벌 공급업체는 주요 적층 제조 시스템에 대해 검증된 광범위한 소재를 제공합니다. 기계적 요구 사항과 특성에 맞는 응용 분야별 파우더를 선택하는 것은 부품 성능에 매우 중요합니다.
자주 묻는 질문
3D 프린팅 파우더의 주요 유형은 무엇인가요?
네 가지 주요 카테고리는 나일론 12 및 PEEK와 같은 플라스틱, 알루미늄, 티타늄 및 공구강 합금을 포함한 금속, 알루미나 또는 탄화규소와 같은 세라믹, 폴리머/섬유 복합재입니다.
AM 공정에 이상적인 파우더 크기는 무엇인가요?
일반적인 범위는 금속의 경우 15-100미크론, 폴리머의 경우 15-150미크론입니다. 크기 분포는 밀도, 유동성, 표면 거칠기, 정확도 및 속도에 영향을 미칩니다.
금속 분말 제조에는 어떤 생산 방법이 사용되나요?
일반적인 기술로는 아르곤이나 질소를 사용하는 불활성 가스 분무와 물 분무가 있습니다. 일부 틈새 합금은 플라즈마 원자화, 전기 분해 또는 화학 공정에 의존합니다.
AM용 파우더의 적합성을 어떻게 평가하나요?
주요 파라미터는 입자 크기 분포, 유량, 겉보기 밀도, 형태 및 미세 구조입니다. 재료 인증 보고서는 화학 성분, 가스/산화물 함량, 미량 불순물을 확인합니다.
3D 프린팅된 파우더 부품에는 어떤 후처리가 필요하나요?
재료와 공정에 따라 일반적인 단계에는 서포트 제거, 미디어 블라스팅, 어닐링, HIP 및 가공을 통해 치수 정확도와 원하는 마감을 달성하는 과정이 포함됩니다.
금속 AM 파우더의 일반적인 대량 가격 책정 단계는 무엇인가요?
1~5kg 샘플 비용은 $100-300/kg입니다. 10-100kg의 일반적인 대량 주문은 $60-250/kg입니다. 500kg 이상의 대량 주문은 일반적인 항공우주/공구 합금의 경우 $30-150/kg에 달할 수 있습니다.
재활용 파우더는 부품 품질과 기계적 성능에 어떤 영향을 미칩니까?
2~3회 이상 반복해서 재활용하면 크기 분포가 변하거나 오염, 새틀라이트가 쌓이고 파우더가 분해되어 밀도가 낮아지고 기계적 성능이 저하될 수 있습니다. 신선한 파우더 블렌딩은 이를 극복하는 데 도움이 됩니다.
향후 금속 분말에는 어떤 개선이 예상되나요?
주요 중점 분야는 맞춤형 합금, 더 나은 파우더 확산성 및 패킹 밀도로 더 빠른 제작, 낮은 다공성 및 고밀도로 향상된 재료 특성 및 표면 마감으로 이어집니다.
공유
중국 칭다오에 본사를 둔 선도적인 적층 제조 솔루션 제공업체인 MET3DP Technology Co. 당사는 산업용 3D 프린팅 장비와 고성능 금속 분말을 전문으로 합니다.
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