PBF 기술용 파우더
목차
개요
파우더 베드 퓨전(PBF)는 레이저 또는 전자 빔을 사용하여 분말 재료를 층별로 융합하여 복잡하고 정밀한 부품을 만드는 인기 있는 적층 제조(AM) 기술입니다. 금속 파우더의 선택은 최종 제품의 품질, 강도 및 내구성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 PBF에서 매우 중요합니다. 이 가이드에서는 다양한 모델, 특성, 응용 분야 및 비교 우위에 대해 논의하면서 PBF에 적합한 금속 분말의 세부 사항을 자세히 살펴봅니다.
PBF 기술을 위한 금속 분말의 종류
금속 분말 개요
파우더 유형 | 구성 | 속성 | 특성 |
---|---|---|---|
티타늄 합금(Ti6Al4V) | 티타늄(90%), 알루미늄(6%), 바나듐(4%) | 고강도, 경량, 내식성 | 항공우주, 의료용 임플란트 |
스테인리스 스틸(316L) | 철, 크롬, 니켈, 몰리브덴 | 우수한 내식성, 고강도 | 식품 가공, 의료 기기 |
인코넬 718 | 니켈, 크롬, 철 | 높은 내열성, 우수한 기계적 특성 | 항공우주, 터빈 블레이드 |
알루미늄 합금(AlSi10Mg) | 알루미늄, 실리콘, 마그네슘 | 가볍고 우수한 열적 특성 | 자동차, 항공우주 |
코발트 크롬(CoCr) | 코발트, 크롬 | 높은 내마모성, 생체 적합성 | 치과, 정형외과 임플란트 |
마레이징 스틸 | 철, 니켈, 몰리브덴, 코발트 | 높은 강도, 우수한 인성 | 툴링, 항공우주 |
구리 합금(CuCrZr) | 구리, 크롬, 지르코늄 | 뛰어난 열 및 전기 전도성 | 전기 부품, 열교환기 |
텅스텐 카바이드 | 텅스텐, 탄소 | 극도의 경도, 내마모성 | 절삭 공구, 마모 부품 |
공구강(H13) | 철, 탄소, 크롬, 몰리브덴 | 높은 경도, 우수한 내열 피로 저항성 | 사출 성형, 다이캐스팅 |
니켈 합금(Ni625) | 니켈, 크롬, 몰리브덴, 니오븀 | 내식성, 고강도 | 화학 처리, 해양 |
금속 분말의 응용 분야 PBF 기술
애플리케이션 개요
파우더 유형 | 애플리케이션 |
---|---|
티타늄 합금(Ti6Al4V) | 항공기 부품, 의료용 임플란트 |
스테인리스 스틸(316L) | 식품 가공 장비, 수술 도구 |
인코넬 718 | 제트 엔진 부품, 가스터빈 부품 |
알루미늄 합금(AlSi10Mg) | 자동차 부품, 경량 구조 부품 |
코발트 크롬(CoCr) | 치과 보철물, 고관절 및 무릎 임플란트 |
마레이징 스틸 | 항공우주 구조물, 고강도 툴링 |
구리 합금(CuCrZr) | 전기 커넥터, 열교환기 |
텅스텐 카바이드 | 드릴 비트, 절삭 공구 |
공구강(H13) | 사출 금형, 다이캐스팅 금형 |
니켈 합금(Ni625) | 해양 장비, 화학 플랜트 부품 |
사양, 크기, 등급 및 표준
사양 및 표준
파우더 유형 | 사양 | 크기 | 성적 | 표준 |
---|---|---|---|---|
티타늄 합금(Ti6Al4V) | ASTM F2924, AMS 4998 | 15-45 미크론 | 5학년, 23학년 | ASTM, AMS |
스테인리스 스틸(316L) | ASTM A276, F138 | 10-50 미크론 | 316L | ASTM, ISO |
인코넬 718 | AMS 5662, ASTM B637 | 15-53 미크론 | AMS 5662 | AMS, ASTM |
알루미늄 합금(AlSi10Mg) | DIN EN 1706, AMS 4289 | 20-63 미크론 | AlSi10Mg | DIN, AMS |
코발트 크롬(CoCr) | ASTM F75, ISO 5832-4 | 10-45 미크론 | F75 | ASTM, ISO |
마레이징 스틸 | AMS 6514, ASTM A538 | 20-50 미크론 | 250등급, 300등급 | AMS, ASTM |
구리 합금(CuCrZr) | ASTM B224, DIN 17670 | 15-45 미크론 | CuCrZr | ASTM, DIN |
텅스텐 카바이드 | ISO 9001:2008 | 1-15 미크론 | 다양한 등급 | ISO |
공구강(H13) | ASTM A681, DIN 1.2344 | 15-45 미크론 | H13 | ASTM, DIN |
니켈 합금(Ni625) | AMS 5666, ASTM B446 | 15-50 미크론 | UNS N06625 | AMS, ASTM |
공급업체 및 가격 세부 정보
공급업체 및 가격 개요
파우더 유형 | 공급업체 | 가격(kg당) | 지역 |
---|---|---|---|
티타늄 합금(Ti6Al4V) | 고급 분말 및 코팅 | $300 | 북미 |
스테인리스 스틸(316L) | 카펜터 테크놀로지 코퍼레이션 | $50 | 글로벌 |
인코넬 718 | 프렉스에어 표면 기술 | $200 | 글로벌 |
알루미늄 합금(AlSi10Mg) | ECKART TLS GmbH | $70 | 유럽, 북미 |
코발트 크롬(CoCr) | Arcam AB | $350 | 글로벌 |
마레이징 스틸 | 회가나스 AB | $100 | 유럽, 북미 |
구리 합금(CuCrZr) | 텍나 플라즈마 시스템 Inc. | $80 | 북미, 유럽 |
텅스텐 카바이드 | 글로벌 텅스텐 & 파우더 Corp. | $400 | 글로벌 |
공구강(H13) | 샌드빅 AB | $60 | 글로벌 |
니켈 합금(Ni625) | LPW 기술 회사 | $220 | 유럽, 북미 |
금속 분말의 비교 장점과 한계는 다음과 같습니다. PBF 기술
비교 개요
파우더 유형 | 장점 | 제한 사항 |
---|---|---|
티타늄 합금(Ti6Al4V) | 높은 강도 대 중량 비율, 내부식성 | 비싸고, 산소 및 질소에 반응합니다. |
스테인리스 스틸(316L) | 우수한 내식성, 광범위한 사용 가능 | 티타늄에 비해 낮은 강도 |
인코넬 718 | 높은 내열성, 우수한 기계적 특성 | 비싸고 기계 가공이 어려운 제품 |
알루미늄 합금(AlSi10Mg) | 가볍고 우수한 열적 특성 | 강도가 낮고 균열이 생기기 쉬운 |
코발트 크롬(CoCr) | 높은 내마모성, 생체 적합성 | 매우 단단하고 기계 가공이 어려운 |
마레이징 스틸 | 높은 강도, 우수한 인성 | 고가, 숙성 열처리 필요 |
구리 합금(CuCrZr) | 뛰어난 열 및 전기 전도성 | 산화되기 쉽고 처리하기 까다롭습니다. |
텅스텐 카바이드 | 극도의 경도, 내마모성 | 매우 부서지기 쉽고 처리하기 어려움 |
공구강(H13) | 높은 경도, 우수한 내열 피로 저항성 | 후처리 열처리가 필요함 |
니켈 합금(Ni625) | 내식성, 고강도 | 비싸고 기계 가공이 어려운 제품 |
특정 금속 파우더 모델에 대한 자세한 설명
티타늄 합금(Ti6Al4V)
PBF에서 가장 널리 사용되는 티타늄 합금 중 하나는 5등급이라고도 하는 Ti6Al4V입니다. 이 합금은 고강도, 경량, 내식성의 탁월한 조합을 제공하여 항공우주 및 의료 분야에 이상적입니다. 특히 Ti6Al4V는 피로 강도가 높고 극한의 온도를 견딜 수 있어 제트 엔진과 우주선의 핵심 부품에 적합하다는 평가를 받고 있습니다. 하지만 가격이 비싸고 반응성이 높아 오염을 방지하기 위해 PBF 공정에서 세심한 취급이 필요합니다.
스테인리스 스틸(316L)
316L 스테인리스 스틸은 우수한 내식성과 우수한 기계적 특성으로 인해 인기가 높은 소재입니다. 이 합금은 생체 적합성과 멸균 용이성 덕분에 식품 가공 장비부터 의료 기기에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다. 316L은 PBF로 효과적으로 가공할 수 있어 고밀도 및 미세한 디테일의 부품을 제작할 수 있습니다. 다른 고성능 합금에 비해 비용이 저렴하기 때문에 다양한 산업 분야에서 매력적인 옵션입니다.
인코넬 718
인코넬 718은 뛰어난 고온 성능과 우수한 기계적 특성으로 잘 알려진 니켈-크롬 합금입니다. 항공우주 산업에서 터빈 블레이드 및 극한 조건을 견뎌야 하는 기타 부품에 널리 사용됩니다. 인코넬 718은 강도가 높고 산화에 대한 내성이 뛰어나 까다로운 응용 분야에 적합하지만, 인성이 강하고 가공이 까다로울 수 있습니다.
경직되는 경향이 있습니다.
알루미늄 합금(AlSi10Mg)
AlSi10Mg는 자동차 및 항공우주 산업에서 구조용 부품에 일반적으로 사용되는 경량 알루미늄 합금입니다. 열 특성이 우수하고 밀도가 낮아 무게 절감이 중요한 애플리케이션에 이상적입니다. AlSi10Mg는 PBF로 효율적으로 가공할 수 있어 표면 마감과 기계적 특성이 우수한 부품을 제작할 수 있습니다. 그러나 다른 합금에 비해 강도가 낮기 때문에 하중을 견디는 응용 분야에서는 신중한 고려가 필요합니다.
코발트 크롬(CoCr)
코발트 크롬 합금은 높은 내마모성과 생체 적합성으로 잘 알려져 있어 의료용 임플란트 및 치과 보철물에 이상적입니다. CoCr 합금은 인체의 혹독한 환경에서도 성능 저하 없이 견딜 수 있으며, 경도가 높아 오래 지속되는 성능을 보장합니다. CoCr의 주요 과제는 가공이 어렵고 특수 장비와 기술이 필요한 경우가 많다는 점입니다.
마레이징 스틸
마레이징 강은 마르텐사이트 변형과 노화 과정을 거쳐 강도와 인성이 높은 것으로 알려져 있습니다. 이러한 강재는 항공우주 구조물 및 툴링과 같은 고응력 응용 분야에 사용됩니다. PBF를 통해 생산된 마레이징강 부품은 밀도가 높고 최소한의 후처리가 필요하지만 재료의 비용과 열처리가 필요하다는 단점이 있을 수 있습니다.
구리 합금(CuCrZr)
CuCrZr은 열 및 전기 전도성이 뛰어난 구리 합금으로, 전기 부품 및 열교환기에 이상적입니다. 하지만 산화되는 경향과 높은 열전도율로 인한 가공의 어려움으로 인해 PBF에서의 사용이 제한적이었습니다. 하지만 분말 생산과 PBF 기술의 발전으로 복잡한 고성능 애플리케이션에 대한 CuCrZr의 활용도가 향상되고 있습니다.
텅스텐 카바이드
텅스텐 카바이드는 극한의 경도와 내마모성으로 인해 절삭 공구 및 마모 부품에 적합하다는 평가를 받고 있습니다. 텅스텐 카바이드는 취성과 가공 난이도가 큰 문제이지만 PBF로 성공적으로 프린팅하면 열악한 환경에서도 뛰어난 내구성과 성능을 발휘합니다.
공구강(H13)
H13 공구강은 경도가 높고 열 피로 저항성이 우수하여 사출 성형 및 다이캐스팅에 널리 사용됩니다. PBF를 사용하면 복잡한 형상의 복잡한 공구강 부품을 생산할 수 있어 조립의 필요성이 줄어들고 공구 수명이 향상됩니다. 최적의 기계적 특성을 얻기 위해서는 일반적으로 후가공 열처리가 필요합니다.
니켈 합금(Ni625)
Ni625는 내식성이 뛰어나고 강도가 높은 다목적 니켈 합금으로 해양 및 화학 처리 환경에 사용됩니다. 열악한 환경에서도 성능 저하 없이 견딜 수 있어 중요한 애플리케이션에 적합합니다. Ni625 처리 PBF 는 강도가 높아 까다로울 수 있지만, 그 결과물은 뛰어난 성능과 내구성을 제공합니다.
자주 묻는 질문
질문 | 답변 |
---|---|
파우더 베드 퓨전(PBF)이란 무엇인가요? | PBF는 레이저 또는 전자 빔을 사용하여 분말 재료를 층층이 융합하여 복잡한 부품을 만드는 적층 제조 공정입니다. |
PBF용 금속 분말을 선택할 때 고려해야 할 요소는 무엇인가요? | 소재의 특성, 애플리케이션 요구 사항, 비용, PBF 기술과의 호환성을 고려하세요. |
항공우주 분야에서 Ti6Al4V가 인기 있는 이유는 무엇인가요? | Ti6Al4V는 강도가 높고 무게가 가벼우며 내식성이 뛰어나 항공우주 부품에 이상적입니다. |
의료용 임플란트에 316L 스테인리스 스틸을 사용할 수 있나요? | 예, 316L은 생체 적합성과 부식에 강해 의료 기기 및 임플란트에 적합합니다. |
인코넬 718을 사용하면 어떤 이점이 있나요? | 인코넬 718은 뛰어난 고온 성능과 우수한 기계적 특성을 제공하여 항공우주 및 터빈 애플리케이션에 이상적입니다. |
자동차 부품에 왜 AlSi10Mg를 선택해야 할까요? | AlSi10Mg는 가볍고 열적 특성이 우수하여 차량 무게를 줄이고 연비를 개선하는 데 이상적입니다. |
CoCr은 의료 애플리케이션에 어떤 이점이 있나요? | CoCr 합금은 생체 적합성이 뛰어나고 내마모성이 높아 오래 사용할 수 있는 의료용 임플란트에 이상적입니다. |
마레이징 스틸이 툴링에 적합한 이유는 무엇입니까? | 마징강은 공구 및 항공우주 구조물과 같은 고응력 응용 분야에 필수적인 고강도 및 인성을 제공합니다. |
PBF에서 CuCrZr을 사용할 때 어떤 어려움이 있나요? | 구리크롬화아연은 산화되기 쉽고 열전도율이 높아 가공이 까다롭지만 열전도율과 전기 전도율이 우수합니다. |
텅스텐 카바이드는 마모 부품에 적합합니까? | 예, 텅스텐 카바이드는 경도와 내마모성이 매우 뛰어나 열악한 환경의 절삭 공구 및 마모 부품에 이상적입니다. |
결론
PBF에 적합한 금속 분말을 선택하는 것은 최종 제품의 품질과 성능을 보장하는 데 필수적입니다. 각 유형의 금속 분말은 고유한 특성과 장점을 제공하므로 특정 응용 분야에 적합합니다. 제조업체는 각 분말 유형의 특성, 용도 및 한계를 이해함으로써 정보에 입각한 의사 결정을 내려 PBF 공정을 최적화하고 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 항공우주 부품용 티타늄 합금이나 의료 기기용 스테인리스강을 사용하든, 금속 파우더를 올바르게 선택하는 것은 적층 제조 프로젝트의 성공에 큰 영향을 미칩니다.
이 가이드는 PBF용 다양한 금속 분말에 대한 자세한 설명, 사양, 비교를 포함한 심층적인 정보를 제공합니다. 이 정보를 활용하면 필요에 가장 적합한 파우더를 선택하여 고품질, 내구성, 효율적인 생산을 보장할 수 있습니다.
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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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