분말 야금(PM)은 자체적인 한계와 단점이 있는 제조 공정입니다.
분말 야금의 5가지 주요 과제
1. 크기 제한
분말 야금은 공정에 사용되는 프레스의 크기에 의해 제약을 받습니다.
업계에서 가장 큰 프레스는 약 1,500톤으로, 부품의 실제 크기는 약 40~50평방인치의 평면 영역으로 제한됩니다.
일반적으로 500톤 범위의 프레스가 더 많기 때문에 효과적으로 생산할 수 있는 부품의 크기가 더욱 제한됩니다.
이러한 제한은 특정 디자인, 특히 대형 디자인을 생산할 수 없게 만들 수 있으며, 이는 대규모 부품이 필요한 산업에 큰 단점이 될 수 있습니다.
2. 복잡한 모양의 부품
고도로 숙련된 제조업체는 복잡한 형상의 부품을 생산할 때 몇 가지 문제를 극복할 수 있지만, 이는 여전히 PM에서 중요한 장애물로 남아 있습니다.
파우더를 압착하고 소결하는 공정은 복잡한 형상으로 인해 어려움을 겪을 수 있으며, 이로 인해 비용이 증가하거나 형상을 단순화하기 위해 재설계가 필요할 수 있습니다.
이러한 한계는 항공우주나 자동차처럼 복잡한 형상이 필수적인 산업에서 특히 문제가 될 수 있습니다.
3. 강도 및 연성
PM 부품은 일반적으로 주철이나 단조 부품만큼 강도가 높거나 연성이 높지 않습니다.
압축된 분말을 녹이지 않고 가열하는 소결 공정은 기계적 강도와 연성이 낮은 부품을 만들 수 있습니다.
이는 부분적으로 소결 부품에 내재된 다공성 때문입니다.
기공이 존재하면 금속의 구조가 약화되어 변형이나 고장 없이 힘을 견디는 능력이 저하될 수 있습니다.
이는 높은 강도와 연성이 요구되는 애플리케이션에서 중요한 단점이 될 수 있습니다.
4. 다공성 및 불완전한 부품
소결 부품의 다공성은 윤활이나 진동 감쇠에 유리할 때도 있지만 일반적으로 부품의 강도를 떨어뜨립니다.
또한 프레스 공정의 복잡성으로 인해 원하는 수준의 디테일이나 복잡성을 달성하지 못하는 '불완전한' 부품이 발생할 수 있습니다.
이로 인해 부품이 설계 사양을 완전히 충족하지 못하여 추가 가공 또는 재설계가 필요할 수 있습니다.
5. 복잡성 누락으로 인한 불완전한 부품
소결 부품에 내재된 다공성으로 인해 강도가 저하되고 파우더 프레스 시 복잡성을 놓쳐 불완전한 부품이 발생할 수 있습니다.
이는 정밀도와 디테일이 중요한 산업에서 중요한 문제가 될 수 있습니다.
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