Powder Bed Fusion 공정으로 제조된 AlSi10Mg 합금 및 Inconel 718의 미세조직 및 경도 특성

Abstract

최근 3D Printing은 ASTM 규정으로 인해 영어로는 AM(Additive Manufacturing)하고, 한글로는 적층 제조라고 알려지고 있다. AM에는 총 7가지의 방식이 있는데 차례대로 Vat Photopolymerization, Material Jetting, Material Extrusion, Powder Bed Fusion, Binder Jetting, Sheet Lamination, Directed Energy Deposition이 있다. 이 중에서 산업 현장에서 널리 쓰이는 방식이 바로 Powder Bed Fusion이다. Powder Bed Fusion 방식은 간단하게 분말을 한층 얇게 도포한 후 고출력의 레이저를 가하여 용융 및 응고를 통해 적층하며 제품을 제조하는 방식이다. 현재 PBF 방식으로 제조된 부품들은 항공우주, 자동차, 생체의학, 화학공업 등 다양한 핵심산업에서 많이 사용되고 있다. 대표적으로 사용되는 재료는 강도는 높으면서 밀도는 낮고 우수한 내식성을 가지는 티타늄 합금, 우수한 전도율과 내식성을 가지는 알루미늄 합금, 강도와 연성이 높으면서 내산화성이 우수한 Ni 합금, 그리고 가장 보편적으로 널리 사용되고 있는 철 합금 등이 있다. 하지만 좀 더 다양한 산업에서 활용되기 위해서는 PBF에 사용되는 재료에 대한 다양한 공정변수 데이터 확보와 미세조직과 기계적 특성이 가지는 연관성에 관한 연구가 활발히 진행될 필요가 있다. 이번 연구에서는 앞서 말한 합금 중 널리 사용되고 있는 AlSi10Mg, Inconel 718을 선정하여 PBF AM 공정으로 시편을 제조하였으며, 미세조직 분석과 기계적 특성 분석을 함께 진행하였다