분말 베드 융합
이 공정은 얇게 도포된 분말 베드를 국부적으로 선택적으로 용융시키는 원리에 기반합니다. 에너지는 일반적으로 레이저 빔이나 전자 빔을 통해 공급됩니다. 부품에 해당하는 영역만 고형화되며, 주변의 분말은 느슨한 상태로 남아 지지재 역할을 합니다.
고형화 후 새로운 분말 층이 도포됩니다. 이 주기는 3차원 부품이 완전히 형성될 때까지 반복됩니다. 형상은 디지털 3D 모델(층으로 분할된 CAD 데이터)에서 직접 생성됩니다.
분말 베드 융합은 주로 금속과 플라스틱에 사용됩니다. 대표적인 금속 재료로는 알루미늄, 강철, 티타늄 및 니켈 기반 합금이 있으며, 플라스틱의 경우 폴리아미드가 자주 사용됩니다.
핵심적인 품질 요소는 분말 베드 자체입니다. 입자 크기, 입자 형태, 입자 크기 분포 및 유동성이 층의 품질을 결정합니다. 균일하게 분포된 균질한 분말 베트만이 재현 가능한 부품 특성을 가능하게 한다.
또한 제작 공간 내의 산소 농도도 결정적이다. 금속 분말은 고온에서 산소와 매우 빠르게 반응한다. 따라서 분말 베드 융합은 대부분 보호 가스 분위기나 불활성화된 공정 챔버에서 수행된다.
부품의 밀도와 강도는 국부적인 에너지 투입에 크게 좌우된다. 이를 나타내는 단순화된 지표는 체적당 에너지 밀도입니다
Ev = P/(v⋅h⋅t)
- P는 빔 출력
- V는 스캔 속도
- H는 트레이스 간격
- T는 층 두께입니다.
분말 베드 융합 공정은 분말 전처리에 높은 요구 사항을 제시합니다. 분말은 건조하고, 균일하며, 유동성이 좋고, 재현성이 있어야 한다. 노화, 응집 및 산화는 공정 안정성과 부품 품질을 저하시킨다.
따라서 분말 전처리, 분말 습윤, 건조 및 불활성화 처리는 분말 베드 용융과 밀접하게 연관되어 있다. 이들은 달성 가능한 부품 품질과 공정의 경제성에 직접적인 영향을 미친다.