안녕하세요! 저는 Inconel 718 3D 프린팅 서비스 공급업체입니다. 인코넬 718은 고온강도, 내식성, 용접성이 우수한 초합금입니다. 이는 항공우주, 자동차 및 기타 첨단 기술 산업에서 널리 사용됩니다. 오늘은 인코넬 718에 어떤 3D프린터를 사용할 수 있는지 이야기해보겠습니다.
PBF(파우더 베드 융합) 프린터
Inconel 718용 3D 프린터의 가장 일반적인 유형 중 하나는 Powder Bed Fusion 프린터입니다. 두 가지 주요 하위 유형이 있습니다: SLM(선택적 레이저 용해)과 EBM(전자빔 용해).
선택적 레이저 용융(SLM)
SLM 프린터는 고출력 레이저를 사용하여 Inconel 718 분말을 층별로 선택적으로 녹이고 융합합니다. 레이저는 3D 모델에 따라 분말 베드를 스캔하여 분말 입자를 함께 녹여 고체 물체를 형성합니다.
SLM의 장점은 높은 정밀도입니다. 매우 미세한 디테일과 복잡한 형상을 갖춘 부품을 만들 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 항공우주 응용 분야에서는항공우주용 3D 프린팅 제트 엔진 스탠드, SLM은 기존 제조 방법으로는 달성하기 어려운 복잡한 내부 구조의 스탠드를 생산할 수 있습니다.
그러나 SLM에도 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 일반적으로 빌드 볼륨이 상대적으로 작기 때문에 대규모 Inconel 718 부품을 프린트해야 하는 경우 문제가 될 수 있습니다. 또한 특히 크고 복잡한 부품의 경우 프로세스에 시간이 많이 걸릴 수 있습니다.
전자빔 용해(EBM)
반면 EBM 프린터는 레이저 대신 전자빔을 사용하여 분말을 녹입니다. 전자빔은 레이저보다 에너지 밀도가 높기 때문에 인코넬 718 분말을 더 빨리 녹일 수 있습니다.
이로 인해 SLM에 비해 빌드 시간이 단축됩니다. EBM은 대규모 빌드 볼륨을 처리하는 데에도 능숙합니다. 자동차 산업의 일부 부품과 같이 고강도와 우수한 기계적 특성이 요구되는 부품을 프린팅하는 데 적합합니다.
하지만 EBM에는 단점도 있습니다. EBM으로 인쇄한 부품의 표면 마감은 일반적으로 SLM으로 인쇄한 부품보다 거칠습니다. 원하는 표면 품질을 얻으려면 후처리가 필요한 경우가 많습니다.
지향성 에너지 증착(DED) 프린터
Inconel 718에 사용할 수 있는 또 다른 유형의 3D 프린터는 직접 에너지 증착(Directed Energy Deposition) 프린터입니다. DED에는 레이저 금속 증착(LMD), 플라즈마 전송 아크(PTA) 등 다양한 형태가 있습니다.
레이저 금속 증착(LMD)
LMD 프린터는 레이저 빔에 의해 생성된 용융 풀에 Inconel 718 분말을 공급하여 작동합니다. 레이저는 3D 모델에 의해 정의된 경로를 따라 이동하여 분말을 증착하고 융합하여 부품을 층별로 만듭니다.
LMD의 가장 큰 장점 중 하나는 기존 부품을 수리하거나 재료를 추가할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 Inconel 718 부품이 손상된 경우 LMD를 사용하여 수리할 수 있습니다. 또한 대규모 부품을 생성하거나 사전 제작된 구성요소에 기능을 추가하는 데에도 사용할 수 있습니다.
그러나 LMD의 정밀도는 SLM만큼 높지 않습니다. 레이어 두께는 일반적으로 더 두껍기 때문에 매우 미세한 세부 사항이 필요한 응용 분야에는 적합하지 않을 수 있습니다.
플라즈마 전송 아크(PTA)
PTA 프린터는 플라즈마 아크를 사용하여 Inconel 718 분말을 녹입니다. 이는 Inconel 718을 3D 프린팅하는 비교적 빠르고 비용 효과적인 방법입니다.
PTA는 대량의 재료를 빠르게 증착할 수 있어 대규모 제조에 적합합니다. 그러나 LMD와 마찬가지로 표면 조도나 정밀도가 다른 방법에 비해 좋지 않습니다. 고속 생산과 대규모 부품이 주요 요구 사항인 응용 분야에서 더 일반적으로 사용됩니다.
바인더 제팅 프린터
바인더 분사는 3D 프린팅 Inconel 718에 대한 다른 접근 방식입니다. 바인더 분사에서는 액체 바인더가 Inconel 718 분말 층에 선택적으로 증착되어 입자를 서로 결합합니다. 녹색 부분을 인쇄한 후에는 재료의 밀도를 높이기 위해 소결 공정을 거쳐야 합니다.
바인더 젯팅의 장점은 속도가 빠르다는 것입니다. 여러 부품을 동시에 프린트할 수 있어 대량 생산에 적합합니다. 또한 상대적으로 큰 빌드 볼륨을 가지고 있습니다.
그러나 바인더 제트로 인쇄된 부품의 기계적 특성은 분말 베드 융합이나 지향성 에너지 증착 방법으로 인쇄한 부품만큼 좋지 않습니다. 소결 공정에서는 수축과 뒤틀림이 발생할 수도 있으므로 신중한 설계와 공정 제어가 필요합니다.
Inconel 718용 3D 프린터 선택 시 고려 사항
Inconel 718용 3D 프린터를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다.
부품 형상
부품에 미세한 세부 묘사가 포함된 매우 복잡한 형상이 있는 경우 SLM이 최선의 선택일 수 있습니다. 예를 들어, 내부 채널이 있거나 벽이 얇은 부품은 SLM을 사용하여 더 효과적으로 프린팅할 수 있습니다. 반면, 대규모의 단순한 모양의 부품을 프린트해야 하는 경우에는 DED 또는 바인더 젯팅이 더 적합할 수 있습니다.
기계적 성질
높은 강도와 우수한 기계적 특성이 중요한 경우 SLM 및 EBM과 같은 분말층 융합 방법이 선호됩니다. 이러한 방법은 바인더 분사에 비해 밀도와 기계적 성능이 더 나은 부품을 생산할 수 있습니다.
생산량
소규모 배치 생산 또는 프로토타입 제작의 경우 SLM 또는 EBM을 사용할 수 있습니다. 그러나 많은 수의 부품을 생산해야 하는 경우 바인더 분사가 더 효율적인 옵션입니다.
비용
3D 프린팅 비용에는 프린터 비용, 재료 비용, 후가공 비용이 포함됩니다. 프린터마다 비용 구조가 다릅니다. 예를 들어, SLM 프린터는 일반적으로 바인더 제트 프린터보다 가격이 비싸지만 더 높은 품질의 부품을 생산할 수 있습니다.
결론
결론적으로 인코넬 718에 사용할 수 있는 3D 프린터에는 여러 유형이 있으며 각각 고유한 장점과 단점이 있습니다. Inconel 718 3D 프린팅 서비스 공급업체로서 저는 귀하의 특정 요구에 가장 적합한 프린터를 선택하도록 도와드릴 수 있습니다. 다음과 같은 고정밀 부품을 찾고 있는 항공우주 산업에 종사하고 계시나요?항공우주용 3D 프린팅 제트 엔진 스탠드, 또는 전자 산업이 필요한 경우3D 프린팅 전자 라디에이터, 또는 관심이 있는금속 3D 프린팅 부품의 토폴로지 최적화, 우리는 귀하에게 적합한 솔루션을 찾을 수 있습니다.
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참고자료
- 깁슨, I., 로젠, DW, & 스투커, B. (2015). 적층 제조 기술: 3D 프린팅, 신속한 프로토타이핑, 직접 디지털 제조. 뛰는 것.
- Kruth, J. - P., Leu, MC, & Nakagawa, T. (2007). 적층 제조 및 신속한 프로토타이핑의 발전. CIRP 연대기 - 제조 기술, 56(2), 525 - 546.