적층 제조 구리

적층 제조 구리는 적층 제조 방법 전반에 걸쳐 사용이 확대되어 유용한 기계적 성능을 갖춘 고전도성 부품을 제작할 수 있음을 보여줍니다. 구리는 파우더 베드 융합, 바인더 분사 및 방향성 에너지 증착 공정에서 몇 안 되는 금속 옵션 중 하나로서, 주요 파우더 특성을 이해하면 응용 분야의 성장을 기대할 수 있습니다.

개요 의 적층 제조 구리

구리를 이용한 적층 제조가 약속합니다:

다른 금속을 능가하는 전기 및 열 전도성
일반적인 엔지니어링 합금과 유사한 밀도
강철이나 니켈과 같은 소재에 비해 연성 향상
프로퍼티 튜닝을 위한 다양한 합금 선택
위생적인 사용을 보장하는 항균 작용
지속가능성 목표를 지원하는 재활용성

최적의 합금 및 공정 선택을 통해 미세한 디테일, 복잡한 형상, 가벼운 컨포멀 채널이 있는 부품을 열, 전기 또는 기계적 응력에 맞는 특성으로 제조할 수 있습니다.

잠재적인 응용 분야는 전자제품 냉각, 무선 주파수 부품, 컨포멀 냉각이 가능한 주조 금형, 맞춤형 임플란트 등 다양합니다. 적층 플랫폼이 구리 소재의 제작 물량을 확대함에 따라 다양한 분야에서 채택이 증가할 것입니다.

구리 분말의 종류

생산 방법, 특성 및 합금 계열에 따라 다양한 분말 공급원료 유형을 사용할 수 있습니다:

유형	설명	입자 크기	형태학	겉보기 밀도
가스 분무	불활성 가스 분무 원소 구리	20-63 μm	둥근, 구형	3-4g/cc
물 분무	물에 의해 깨진 구리 입자	45-150 μm	불규칙, 다공성	∼2g/cc
전해질	전해 공정에서 발생하는 구리 분말	5-200 μm	벗겨지고 해면질 같은	1-3g/cc
합금 분말	사전 합금된 가스 원자화 CuCr1Zr, CuCo2Be 등.	20-45 μm	구형에 가까운	3-4g/cc

가스 분무 및 합금 분말은 AM 요구 사항에 적합한 유동성 및 형상 특성을 가지고 있습니다.

적층 제조 구리 구성

첨가제를 위한 다양한 구리 소재 옵션:

재질	합금 추가	특성
순수 구리	–	높은 전도성, 부드러운
황동	15-45% Zn	더 강하고 기계 가공이 가능한 합금
브론즈	5-12% Sn,	일부 납 청동으로 강도 향상
구리-니켈	10-30% Ni	제어된 팽창, 우수한 부식 성능

납, 철, 황과 같은 미량 원소는 물성과 가공성을 수정하는 데 도움이 됩니다. 원하는 전기적, 열적, 기계적 성능 순열을 위해 특정 구성을 조정할 수 있습니다.

속성 적층 제조 구리 비율

새로운 구리 적층 제조 기능은 유용한 물리적 및 기능적 특성을 기반으로 합니다:

물리적 속성

속성	순수 구리	가치	단위
밀도	–	8.9	g/cm³
융점	–	1085	°C
열 전도성	–	385	W/m-K
전기 저항	–	1.72 x 10^-6	ohm-cm
CTE	–	∼17	μm/m-K

밀도는 알루미늄과 연강의 중간 정도이며 전도성은 다른 금속 옵션을 능가합니다.

기계적 특성

열처리 후 합금 추가에 따라 달라질 수 있습니다:

속성	수율 강도	인장 강도	신장	경도
순수 구리	∼215 MPa	∼280 MPa	∼35%	∼60 HB
황동	∼450 MPa	∼650 MPa	∼35%	∼150 HB
브론즈	∼275 MPa	∼480 MPa	∼15%	∼120 HB
구리-니켈	∼550 MPa	∼750 MPa	∼30%	∼180 HB

기능적 속성

매개변수	평가	단위
전기 전도성	우수	%IACS
열 전도성	우수	W/m-K
내식성	보통	–
생체 기능	항균 효과	–
열 피로 저항	양호	주기
댐핑 속성	매우 좋음	–

이러한 특성은 AM의 민첩성을 활용하여 전기 접점, 리드프레임, 열교환기 등을 타겟팅하는 데 도움이 됩니다.

프로덕션 의 적층 제조 구리

상업용 공급 원료 분말 생산 설정:

1. 녹이기 - 순수 구리 음극을 제어된 분위기에서 유도 용해합니다.

2. 원자화 - 고압 불활성 가스가 용융물을 미세한 물방울로 분해합니다.

3. 분말 냉각 및 수집 - 분말 입자 형성 및 응고

4. 체질 - 다단계 분류를 통한 애플리케이션별 비율 산출

5. 포장 - 불활성 가스를 유지하는 밀폐형 용기로 보관 안정성 보장

특수 합금은 분무 전에 진공 유도 용융을 거칩니다. 스크랩 재활용도 적합한 분말을 제공합니다.

적층 제조 구리 애플리케이션

구리 AM 기능의 이점을 누릴 수 있는 새로운 애플리케이션 분야:

전자 제품

열 전도성이 뛰어나 패키지에서 열을 제거하는 동시에 팽창 문제를 최소화합니다. 맞춤형 인쇄 방열판이나 실드와 같은 기능을 구현할 수 있습니다.

전기 부품

낮은 저항률로 적층 제조를 통해 경량 인덕터, 버스바, RF 차폐를 제조할 수 있습니다.

마모 부품

적층 가공을 통한 표면 거칠기 개선은 베어링, 부싱 등과 같은 애플리케이션의 내마모성을 지원합니다.

자동차

강도와 연성이 결합되어 전기 자동차 배터리 열 관리에 필요한 얇은 벽의 열교환기 형상에 유리합니다.

항공우주

로켓 엔진 챔버 재킷에서 얻은 교훈은 증기 챔버와 같은 항공기 열 제거 시스템에도 적용됩니다.

바이오메디컬

항균 작용을 통해 생체 인터페이스에 맞는 맞춤형 임플란트 및 보철물을 제작할 수 있습니다.

적층 제조 구리 사양

AM용 구리에 대한 주요 파우더 특성 및 지표:

성적

적층 제조 분말에 대한 MPIF 표준 115에 따릅니다:

유형	크기 범위	파티클 모양	겉보기 밀도	유량
초미세먼지	15-25 μm	둥근	≥ 2.5g/cc	공정
매우 좋음	25-45 μm	둥근	≥ 3g/cc	양호
괜찮아요	45-75 μm	둥근	≥ 3.5g/cc	양호
상대적으로 거친	75-100 μm	둥근	≥ 4g/cc 이상	매우 좋음

크기가 작을수록 해상도와 표면 마감이 향상되고, 파티클이 클수록 빌드 속도가 빨라집니다.

표준 적층 제조 구리 비율

주요 파우더 테스트 프로토콜은 다음과 같습니다:

MPIF 115 - 분말 야금 구조 부품을 위한 적층 제조
ASTM B243 - 분말 야금 구리 및 구리 합금 분말 및 컴팩트에 대한 표준 시험 방법
ISO 4490 - 레이저 회절에 의한 금속 분말의 입자 크기 분포 측정
BSI PAS 139 - 금속 적층 제조 부품에 대한 사양

이를 통해 최적의 인쇄 부품 재현성과 신뢰성을 위해 공급원료 품질을 벤치마킹할 수 있습니다.

적층 제조 구리 가격 책정

대표 가격, 2023년 기준:

유형	가격
가스 분무	kg당 $12-18
물 분무	kg당 $8-12
특수 합금	kg당 $30-50

고밀도 분포, 작고 균일한 입자가 불규칙한 형태와 거친 크기보다 우위를 점합니다.

장단점

장점

매우 높은 전기 및 열 전도성
강도와 연성의 유용한 조합
항균 표면 특성
뛰어난 생체 기능 및 생체 적합성
작동 온도에 따른 치수 안정성
얇은 섹션에서 더 빠른 열 전달
식품, 액체, 가스 접촉에 적합

단점

철 합금보다 열등한 고온 성능
철, 코발트 또는 니켈 합금보다 경도가 낮습니다.
알루미늄, 마그네슘과 같은 경량 금속에 비해 무겁습니다.
강철 제품보다 높은 재료비
특정 조건에서 수소 취성에 민감함

구리의 고유한 강점과 한계를 이해하면 구리가 가치를 창출하는 산업 전반에 걸쳐 최적의 적용을 보장합니다.

적층 제조 구리 공급업체

적층 제조용 구리 분말을 제공하는 선도적인 글로벌 공급업체입니다:

회사	본사 위치
샌드빅 오스프리	UK
금속 분말 제조	UK
회가나스	스웨덴
ECKA 과립	독일
키메라 인터내셔널	미국
상하이 CNPC	중국

이러한 기존 금속 분말 생산업체들은 이제 맞춤형 등급을 통해 산업용 3D 프린팅 시장에서 증가하는 구리 수요를 충족하고 있습니다. 맞춤형 유료 처리 서비스를 통해 구리 AM 파우더 공급 원료의 용량 확장성을 강화할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

질문	답변
구리를 적층 제조한다는 것은 무엇을 의미하나요?	층상 분말 베드 융합 또는 직접 에너지 증착의 일부로 금속 구리 분말에서 구성 요소를 구축합니다.
AM에 사용할 수 있는 구리 파우더에는 어떤 종류가 있나요?	사전 합금 황동, 청동 분말과 함께 가스 원자화, 물 원자화 및 전해질 처리
적층 가공에 구리 소재를 선택하는 이유는 무엇일까요?	유용한 강도를 유지하면서 우수한 전기 및 열 전도성을 활용하기 위한 방법
레이저 AM 공정에 가장 적합한 입자 크기의 구리 분말은 무엇인가요?	일반적으로 25~45미크론 크기의 매우 미세한 등급입니다.
인쇄된 구리 부품에는 어떤 후처리 단계가 필요합니까?	열간 등방성 프레스로 ∼100% 밀도를 달성한 후 열처리를 통해 최적의 미세 구조를 구현합니다.
적층 제조용 구리 등급은 UNS 표준에 포함되나요?	예, 순수 구리의 경우 UNS C10100, CuCr1Zr 합금의 경우 UNS C87850 등이 있습니다.
적층 제조된 구리 부품의 표면 마감을 개선하는 방법은 무엇인가요?	미세 분말 크기, 최적화된 층 두께, 후가공 및 전기 도금의 조합
구리 분말을 취급할 때 특별한 안전 수칙이 있나요?	예, 공기 중 미세 분말을 피하는 조치와 함께 적절한 개인 보호 장비를 권장합니다.

요약

적층 가공은 구리 부품의 생산 유연성을 획기적으로 확장하여 새로운 형상을 구현하고 전자, 전기 및 열 관리 영역에서 경량 다기능 어셈블리를 구현할 수 있게 해줍니다. 파우더 품질 보증이 기존 경로와 동등한 수준의 신뢰할 수 있는 기계적 성능을 뒷받침함에 따라 대형 미션 크리티컬 부품은 상업적 규모의 AM 생산성을 채택하게 될 것입니다.

유망한 CuCrZr 및 CuCo 성능에서 추정된 새로운 합금 변종은 우주 응용 분야에 대한 미지의 특성 조합을 가리킵니다. 한편 의료와 같은 고부가가치 분야에서는 적층 가공을 통해 맞춤형 열교환기 및 임플란트를 제작하는 바이오 기능을 활용하고 있습니다. 따라서 유비쿼터스 구리는 유용한 전도성으로 형상의 복잡성을 활용하면서 분말층 융합 및 방향성 에너지 증착의 다양성을 바탕으로 새로운 지형에 진입하고 있습니다.

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