고정밀 분석 체질기는 금속 분말의 입자 크기 분포를 엄격하게 제어하기 위해 레이저 분말 베드 융합(LPBF)에서 반드시 필요합니다. 일반적으로 40μm 또는 80μm와 같은 특정 입자 치수를 목표로 하여, 이러한 장치는 원료가 일관된 레이어별 증착 공정에 필요한 엄격한 기준을 충족하도록 보장합니다.
고정밀 체질의 주요 역할은 최종 부품의 미세 구조 품질을 확보하는 것입니다. 퍼짐을 방해하는 과대 입자를 제거하고 뭉침을 유발하는 미세 입자를 제거함으로써, 이러한 기계는 분말 베드의 균일성을 보장합니다.
입자 크기 분포의 중요 역할
공정 일관성 확립
LPBF 공정은 매우 얇고 균일한 금속 분말 층의 증착에 의존합니다. 고정밀 체질기는 모든 배치(batch)가 특정 입자 크기 분포를 준수하도록 분말을 선별합니다.
이러한 엄격한 제어는 재료가 인쇄 공정 중에 예측 가능하게 거동하도록 보장합니다. 이 단계를 거치지 않으면 공급 원료의 변동이 최종 결과물에 예측 불가능한 결과를 초래할 것입니다.
미세 구조 품질 확보
분석 체질기를 사용하는 궁극적인 목표는 적층 제조 부품의 미세 구조 무결성을 보호하는 것입니다.
분말 베드가 일관되지 않으면 레이저가 재료를 균일하게 용융할 수 없습니다. 이는 최종 부품의 기계적 특성을 손상시키는 내부 결함을 초래합니다.
증착 결함 완화
불균일한 퍼짐 방지
체질 공정의 주요 기능은 과대 입자를 제거하는 것입니다.
공급 원료에 층 두께보다 큰 입자가 남아 있으면 리코터 블레이드 또는 롤러를 방해합니다. 이는 줄무늬와 불균일한 분말 퍼짐을 유발하여 다음 층에 필요한 평탄도를 손상시킵니다.
응집 방지
반대로, 공정은 과도하게 미세한 입자도 관리해야 합니다.
초미세 입자는 입자 간 힘으로 인해 서로 달라붙는 경향이 있어 응집(뭉침)을 유발합니다. 체질기는 이러한 미세 입자를 제거하여 분말이 자유롭게 흐르고 빌드 플레이트 전체에 부드럽게 퍼지도록 합니다.
부적절한 체질의 일반적인 함정
층 불안정의 위험
고정밀 체질을 사용하지 않으면 층 불안정의 위험이 높아집니다. 입자 크기 분포가 너무 넓으면 분말 베드의 충진 밀도가 불일치하게 됩니다.
부품 신뢰성 저하
정밀한 선별을 소홀히 하면 인쇄된 부품의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 분말 일관성의 변동은 종종 금속 미세 구조 내의 다공성 또는 약점을 초래하여 부품이 고성능 응용 분야에 부적합하게 만듭니다.
목표 달성을 위한 올바른 선택
LPBF 공정에서 산업 등급의 결과를 얻으려면 공급 원료 준비 품질을 우선시해야 합니다.
- 표면 마감에 중점을 둔다면: 체질 공정이 과대 입자를 엄격하게 제거하여 층 증착 중 끌림 및 불균일한 퍼짐을 방지하도록 합니다.
- 재료 균질성에 중점을 둔다면: 과도하게 미세한 입자를 제거하여 응집을 방지하고 균일한 용융 풀을 보장하는 것을 우선시합니다.
분말 준비의 정밀성은 성능의 정밀성을 위한 전제 조건입니다.
요약 표:
| 특징 | LPBF 공정에 미치는 영향 | 최종 부품에 대한 이점 |
|---|---|---|
| 입자 크기 제어 | 얇고 균일한 층 증착 보장 | 예측 가능한 기계적 특성 |
| 과대 입자 제거 | 리코터 줄무늬 및 끌림 방지 | 우수한 표면 마감 및 평탄도 |
| 미세 입자 제거 | 응집 및 뭉침 제거 | 균일한 용융 풀 및 균질성 |
| 엄격한 분포 | 일관된 충진 밀도 유지 | 다공성 감소 및 높은 신뢰성 |
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