FROM POWDER TO PERFORMANCE
HANA Advanced Material Technology
Introduction to additive manufacturing
적층공정 기술은 3차원 Computer Aided Design (CAD) 모델을 기반으로
분말을 연속적으로 적층시켜 정교한 형상의 부품을 제조할 수 있는 새로운 기술입니다.
적층공정 기술은 주조, 가공 단계를 갖는 기존의 금속 제조 기술과 비교하여 가공 처리가 필요 없으며
재료의 손실이 거의 없다는 장점이 있어 현재 많은 관심을 받고 있습니다.
또한 형상 제약이 거의 없어 복잡한 형상까지 제어 가능하며 이에 따라 우주 항공, 방위,
자동차 및 생물 의학 분야에서 사용가능한 고성능, 맞춤형 부품 제조에 이용되고 있습니다.
Importance of the powder for additive manufacturing
적층공정 기술을 이용해 우수한 품질의 제품을 제조하기 위해서는
높은 밀도, 우수한 유동성 및 낮은 산소 농도 등 우수한 품질의 분말이 필요합니다.
또한 공정에 따라 적절한 입도 분포 및 분말 형상을 갖는 것이 중요합니다.
Characterization of powder for AM
적층공정 기술을 이용해 우수한 품질의 제품을 제조하기 위해서는
높은 밀도, 우수한 유동성 및 낮은 산소 농도 등 우수한 품질의 분말이 필요합니다.
또한 공정에 따라 적절한 입도 분포 및 분말 형상을 갖는 것이 중요합니다.
PBF 기술은 분말을 일정 영역에 도포한 후 선택적인 영역을 출력 에너지 원을 이용하여
분말을 layer-by layer로 적층하여 최종적으로 소비자가 원하는 정교한 형상의 부품을 제조하는 기술입니다.
대표적인 PBF 기술 중 레이저를 에너지원으로 이용하는 Selective Laser Melting 기술은 레이어의 두께가
20~100μm로 좁기에 분말의 유동도 향상을 위해 분말은 10~50μm, 구형의 형상을 지니고 있어야 합니다.
DED기술은 PBF와는 달리 금속 분말과 에너지원을 동시에 공급하여 적층하는 적층공정기술입니다.
레이어의 두께는 0.2~0.8μm로 50~150μm의 입도 분포를 갖는 비교적 자유로운 형상의 분말을 이용합니다.
Fused Deposition Modeling (또는 Fused Filament Fabrication) 기술은 금속 분말과 결합제 (binder)로 구성된
필라멘트를 압출하여 정밀한 형상을 제어한 후 탈지 반응을 통해 결합제를 제거하고(debinding) 고온 소결 과정을 통해 소재를 제조하는 기술입니다.
Fused Deposition Modeling 기술에 이용되는 분말의 충전 분율을 향상시키기 위해 20μm이하의 미세한 분말이 선호됩니다.