적층 제조 파우더

목차

개요

Additive manufacturing (AM), also known as 3D printing, utilizes metal powders to construct components layer by layer based on digital models. The powder acts as the feedstock and is selectively melted, sintered, or bound by precision heat sources guided by the CAD geometries.

Popular AM processes for metals include binder jetting, directed energy deposition, powder bed fusion, and sheet lamination. Each technique requires powder with specific characteristics to achieve optimal density, surface finish, dimensional precision, and mechanical properties in the printed parts.

This guide provides an in-depth look at metal powder for AM, including alloy options, production methods, key powder properties, applications, specifications, suppliers, and purchasing considerations when sourcing material. Helpful comparison tables summarize technical data to assist with powder selection and qualification.

Sourcing optimized AM powder enables manufacturers to improve print quality, reduce defects, and fully leverage 3D printing benefits like design freedom, faster iteration, and part consolidation. Connecting with knowledgeable suppliers simplifies raw material qualification.

적층 제조 분말

Alloy Options for AM Powder

A wide range of metals and alloys are available as optimized powder feedstock for 3D printing processes:

Common Alloy Systems for 적층 제조 파우더

  • 스테인리스 스틸
  • 공구강
  • 티타늄 및 티타늄 합금
  • 알루미늄 합금
  • 니켈 초합금
  • 코발트-크롬 합금
  • 금, 은 등 귀금속
  • Exotic alloys like copper, tantalum, tungsten

Both standard and custom alloys can be sourced to meet specific needs in terms of corrosion resistance, strength, hardness, conductivity, or other properties.

적층 제조용 금속 분말 생산 방법

Additive manufacturing utilizes metal powder produced through:

Typical Metal Powder Manufacturing Methods for AM

  • 가스 분무
  • 물 분무
  • 플라즈마 분무
  • 전기 분해
  • Carbonyl iron process
  • 기계적 합금
  • Metal hydriding/dehydriding
  • 혈장 구상화
  • 과립화

Spherical atomized powders provide optimal flow and dense packing required for most AM processes. Some techniques allow nanoscale or customized alloy particles.

Key Characteristics of AM Metal Powder

Critical powder characteristics for AM include:

금속 적층 제조 파우더 속성

특성일반적인 값중요성
입자 크기 분포10~45미크론Affects densification, surface finish
파티클 모양구형파우더 흐름 및 포장 개선
겉보기 밀도2 to 4 g/ccInfluences powder bed density
탭 밀도3 to 6 g/ccIndicates compressibility
홀 유량25-50 s/50gEnsures smooth powder spreading
점화 시 손실0.1-0.5%Low moisture content improves printing
산소 함량<0.1%Minimizes defects from oxides

Precisely controlling characteristics like particle size, shape, and chemistry is critical to achieving fully dense AM parts with desired properties.

Applications of AM Metal Powder

Additive manufacturing enables complex geometries impossible through conventional techniques:

금속 적층 제조 응용 분야

산업용도혜택
항공우주Turbine blades, structuresDesign freedom, weight reduction
의료임플란트, 보철물, 기구Customized shapes
자동차Lightweighting prototypes and toolsRapid iteration
방어Drone parts, protective structuresQuick prototypes and short runs
에너지Heat exchangers, manifoldsPart consolidation and topology optimization
전자 제품Shielding, cooling devices, EMIComplex enclosed structures

Lightweighting, part consolidation, and high-performance alloys for extreme environments provide key advantages over traditional manufacturing methods.

Specifications for AM Metal Powder

International specifications help standardize AM powder characteristics:

Metal Powder Standards for Additive Manufacturing

표준범위매개변수테스트 방법
ASTM F3049Guide for characterizing AM metalsSampling, size analysis, chemistry, defectsMicroscopy, diffraction, SEM-EDS
ASTM F3001-14Titanium alloys for AM입자 크기, 화학, 흐름체질, SEM-EDS
ASTM F3301적층 제조용 니켈 합금입자 모양 및 크기 분석현미경, 이미지 분석
ASTM F3056AM용 스테인리스 스틸화학, 분말 속성ICP-OES, 피크노메트리
ISO/ASTM 52921적층 제조 분말에 대한 표준 용어정의 및 파우더 특성다양한

공개된 사양을 준수하면 중요한 애플리케이션을 위한 반복 가능한 고품질 분말 공급 원료가 보장됩니다.

AM 금속 분말의 글로벌 공급업체

적층 제조에 최적화된 금속 분말을 공급하는 주요 글로벌 공급업체는 다음과 같습니다:

적층 제조용 금속 분말 제조업체

공급업체재료일반적인 입자 크기
샌드빅스테인리스, 공구강, 니켈 합금15-45 미크론
프렉스에어티타늄, 초합금10-45 미크론
AP&C티타늄, 니켈, 코발트 합금5-25 미크론
목수 첨가제코발트 크롬, 스테인리스, 구리15-45 미크론
LPW 기술알루미늄 합금, 티타늄10-100 미크론
EOS공구강, 코발트 크롬, 스테인리스강20-50 미크론

많은 사람들이 바인더 분사, 파우더 베드 융합, 지향성 에너지 증착과 같은 일반적인 적층 제조 방법을 위해 특별히 설계된 미세 구형 분말에 집중하고 있습니다.

AM 금속 분말 구매 시 고려 사항

공급업체와 논의해야 할 주요 사항

  • 원하는 합금 구성 및 특성
  • 목표 입자 크기 분포 및 모양
  • 봉투 밀도 및 홀 유동성
  • 산소 및 수분과 같은 불순물 허용 수준
  • 필수 테스트 데이터 및 분말 특성 분석
  • 사용 가능한 수량 범위 및 리드 타임
  • 발열성 합금에 대한 특별 취급 주의 사항
  • 품질 시스템 및 분말 원산지 추적성
  • AM 파우더 요구 사항에 대한 기술 전문성
  • 물류 및 배송 메커니즘

적층 제조 전용 파우더에 경험이 풍부한 공급업체와 긴밀히 협력하여 공정 및 부품에 이상적인 재료를 선택할 수 있습니다.

AM 금속 분말의 장단점

적층 제조를 위한 금속 분말의 장점과 한계

장점단점
복잡한 맞춤형 지오메트리 허용기존 소재보다 높은 비용
개발 시간 대폭 단축분말 취급 시 주의사항
어셈블리 및 경량화 간소화인쇄된 부품에 후처리가 필요한 경우가 많습니다.
단조 소재에 가까운 물성 구현크기 및 빌드 볼륨 제약 조건
값비싼 툴링 제거열 스트레스로 인해 균열 및 왜곡이 발생할 수 있습니다.
부품 통합 및 토폴로지 최적화 지원기존 방식보다 적은 생산량
구매 대 비행 비율 크게 향상엄격한 분말 특성화 및 파라미터 개발이 필요합니다.

When used appropriately, metal AM provides game-changing benefits but requires expertise to implement successfully.

적층 제조 분말

자주 묻는 질문

How small can particle size be for metal additive manufacturing?

Specialized atomization techniques can produce powder down to 1-10 microns, however most metals printers work best with minimum size around 15-20 microns for good flow and packing.

What causes poor surface finish in printed metal parts?

Surface roughness arises from partially melted powder adhered to surfaces, spatter, staircase stepping, and suboptimal melt pool characteristics. Using finer powders and dialing in ideal processing parameters smoothens finish.

Do all metal 3D printing methods work with the same powders?

While there is overlap, binder jetting generally uses a broader powder size distribution than powder bed fusion. Some processes are limited to certain alloys based on melting points or reactivity.

How are mixed or bimetallic powders made?

Prealloyed powders ensure uniform properties but for composites, physical powder blending or specialized atomization techniques provide custom blended elemental powder mixes.

How long does it take to change powder material in a metal printer?

A full purge and changeover between significantly different alloys requires 6-12 hours typically. Quick changes between similar materials can be under an hour.

결론

Optimized metal powders enable additive manufacturing processes to construct complex, robust metal components with superior properties. Matching alloy chemistry and powder characteristics to the printing method and component performance requirements is critical to high quality results. By partnering with experienced powder suppliers, end users leverage expertise in both powder production and 3D printing processes to develop parts faster and more reliably. Continued advances in metal powders help drive increased adoption of additive techniques across critical industries.

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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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