3D 프린팅 금속 분말

3D 프린팅 금속 분말 공급업체에 대해 알아야 할 모든 것

제품 카테고리

3D 프린팅 금속 분말 는 항공우주, 자동차, 의료 등의 산업 전반에 걸쳐 제조 혁신을 일으키고 있습니다. 이 첨단 적층 제조 기술은 레이저 또는 전자 빔을 사용하여 분말 금속 합금으로 금속 부품을 한 층씩 제작합니다.

금속 파우더를 사용한 3D 프린팅은 기존의 금속 제조 공정에 비해 디자인 자유도가 향상되고, 프로토타입 제작 속도가 빨라지며, 폐기물이 감소하고, 단기 및 맞춤형 부품의 비용이 절감됩니다. 하지만, 분말 야금 는 입자 크기, 모양, 구성 및 기타 속성에 대한 고유한 요구 사항을 제시합니다.

금속 분말 제조 방법

금속 분말은 다양한 방법으로 생산할 수 있습니다. 주요 제조 방법은 다음과 같습니다:

가스 분무

용융 금속 합금은 불활성 가스 분사를 사용하여 미세한 방울로 분무됩니다. 이 방울은 빠르게 응고되어 구형의 분말 입자가 됩니다. 가스 분무 분말은 3D 프린팅에 필요한 우수한 유동성과 패킹 밀도를 가지고 있습니다.

플라즈마 원자화

가스 분무와 유사하지만 플라즈마 토치를 사용하여 더 높은 온도를 생성하여 우수한 분말 특성을 제공합니다. 더 다양한 합금을 사용할 수 있습니다.

기계적 합금

금속 분말 및 합금 원소의 고에너지 볼 밀링으로 생산되는 분말입니다. 분말은 모양이 불규칙하지만 더 넓은 범위의 조성을 허용합니다.

전기 분해

금속은 양극에서 전해질로 용해되어 분말 형태로 음극에 증착됩니다.

화학 물질 감소

금속 산화물 또는 염은 수소 또는 탄소를 사용하여 화학적으로 환원하여 금속 분말을 생산합니다.

금속 탈수

수화 금속염을 가열하여 수분을 제거하고 금속 또는 금속 산화물 분말을 생성합니다.

통합 및 구형화

불규칙한 분말을 분쇄, 압착, 구형화하여 구형으로 만든 제품입니다. 재활용 스크랩 파우더를 사용할 수 있습니다.

가스 분무는 오늘날 적층 제조에 가장 일반적으로 사용되며, 우수한 포장 밀도와 파우더 베드 표면 품질을 위해 고품질의 구형 분말을 생산합니다.

3D 프린팅 금속 분말 조성물

금속 파우더 베드 3D 프린팅에는 많은 합금이 사용됩니다. 일반적인 합금은 다음과 같습니다:

합금 유형	예제
니켈 초합금	인코넬 625, 718, In625, N06625, In718
코발트 크롬	CoCrMo, Co28Cr6Mo
티타늄 합금	Ti-6Al-4V, Ti64, Ti6242, TiAl6V4
공구강	H13, 마레이징강, 스테인리스강
알루미늄 합금	AlSi10Mg, AlSi7Mg0.6
구리 합금	CuSn10, CuAl10Ni5Fe4

니켈 초합금은 최고의 고온 강도를 제공하며 항공우주 엔진 및 부품에 광범위하게 사용됩니다.

Ti64와 같은 티타늄 합금은 강도가 높고 무게가 가벼우며 생체 적합성이 뛰어나 의료용 임플란트 및 항공 우주 분야에 널리 사용됩니다.

코발트 크롬은 생체 적합성과 내식성으로 인해 주로 치과 임플란트 및 크라운에 사용됩니다.

공구강과 스테인리스강은 산업 전반에 걸쳐 사출 금형, 툴링 및 고강도 기계 부품에 사용됩니다.

알루미늄과 구리 합금은 금속 3D 프린팅의 새로운 소재로 자동차, 열교환기 및 컨포멀 냉각 채널에 더 많은 응용 분야를 가능하게 합니다.

금속 합금 분말 입자 크기 범위

설명	크기 범위
엑스트라 파인	15 - 25 미크론
괜찮아요	25 - 45 미크론
Medium	45 - 90 미크론
거친	90 -150 미크론

복잡한 형상과 매끄러운 표면 마감을 위해서는 20~45미크론 정도의 미세한 파우더가 선호됩니다. 45미크론 이상의 거친 파우더는 제작 속도는 빠르지만 해상도가 떨어집니다. 최적의 크기 범위는 3D 프린터 모델과 기능에 따라 다릅니다.

3D 프린팅 금속 분말 속성

금속 분말은 3D 프린팅 적합성에 대한 엄격한 사양을 충족해야 합니다:

속성	설명	원하는 값
입자 크기 분포	분말 입자 직경 범위	일반적으로 약 20-45μm의 촘촘한 분포
파티클 모양	분말 형태 - 구형, 불규칙 등	고도로 구형화된 입자
유동성	3D 프린팅 중 파우더의 유동성	물과 같은 뛰어난 흐름
겉보기 밀도	분말 포장 밀도	>4.0g/cc
탭 밀도	진동 후 최대 포장 밀도	>4.5g/cc
산소 함량	제조 과정에서 흡수되는 산소	<400 ppm
질소 함량	제조 과정에서 흡수된 질소	<100 ppm

구형 입자 모양으로 3D 프린팅 시 파우더가 부드럽게 퍼집니다. 화학적 순도와 낮은 산소 함량으로 다공성 및 균열과 같은 결함을 줄입니다.

또한 분말은 티타늄 합금의 경우 ASTM B348 등급 5, 니켈 초합금의 경우 AMS 5659와 같은 조성 표준을 충족해야 합니다.

3D 프린팅 금속 분말 응용 분야

금속을 사용한 3D 프린팅을 통해 다양한 산업 분야에서 최종 사용 부품을 제작할 수 있습니다. 몇 가지 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

산업	애플리케이션
항공우주	터빈 블레이드, 구조 프레임, 엔진 구성품
자동차	맞춤형 프로토타입, 전문 도구
의료	치과 크라운, 임플란트, 수술 기구
일반 제조	지그, 픽스처, 최종 사용 부품
보석	복잡한 형상, 맞춤형 디자인

금속 분말 기반 3D 프린팅을 사용하면 항공우주 엔진 및 터빈 시스템의 열악한 작동 조건에 적합한 향상된 열 특성을 갖춘 경량 고강도 부품을 생산할 수 있습니다. 또한 개별 환자의 해부학적 구조에 맞는 맞춤형 의료용 임플란트를 제작할 수 있습니다.

3D 프린팅 금속 분말 공급업체 및 가격

3D 프린팅 공정용 금속 파우더를 제조 및 유통하는 주요 글로벌 공급업체가 몇 군데 있습니다. 아래 표에는 주요 업체와 대략적인 파우더 가격이 나와 있습니다:

회사	주요 자료	일반적인 가격 범위
AP&C	티타늄, 니켈, 코발트 합금	$50 - $220 kg당
샌드빅	스테인리스 스틸, 코발트 크롬, 니켈 합금	$50 - $250 kg당
Met3DP	티타늄, 알루미늄, 스테인리스 스틸	$30 - $150 kg당
카펜터 기술	스테인리스강, 코발트 합금, 티타늄	$100 - $500 kg당
LPW 기술	스테인리스 스틸, 알루미늄, 티타늄, 인코넬	$50 - $150 kg당

가격은 구성, 품질 수준, 입자 크기 분포, 밀도 사양 및 구매 수량에 따라 달라집니다. 개별 3D 프린터 모델에 맞게 맞춤화된 즉시 출력 가능한 파우더는 프리미엄이 적용될 수 있습니다.

금속 분말 3D 프린팅과 기존 방식 비교

금속 3D 프린팅	전통적인 제작
적층 공정으로 부품을 한 층씩 쌓아 올리기	감산 가공 방법은 재료를 제거합니다.
부품별 툴링 필요 없음	주조, 가공을 위한 상당한 툴링 비용 절감
복잡한 형상을 위한 자유로운 설계	도구 접근성으로 인한 설계 제한
며칠 만에 신속한 프로토타입 제작	프로토타입 툴링에 수개월 소요
비용 효율적인 단기 실행	비용 대비 이점을 위해 필요한 대용량
지지대에서만 발생하는 재료 낭비	가공으로 인한 높은 불량률
통합 어셈블리	다단계 제조 및 조립
고밀도 기능성 금속 부품	추가 후처리가 필요한 경우가 많습니다.