Al 3104 분말 은 레이저 파우더 베드 융용 및 바인더 분사 등 다양한 금속 적층 제조 공정에 사용되는 알루미늄 합금 분말입니다. 기계적 특성, 내식성, 용접성이 뛰어납니다. Al 3104 분말의 주요 특성 및 응용 분야는 다음과 같습니다:
Al 3104 분말 유형 및 특성
| 파우더 유형 | 특성 |
|---|---|
| 가스 분무 | 구형 형태, 우수한 유동성, AM에 일반적임 |
| 물 분무 | 불규칙한 모양, 위성 입자, 저렴함 |
| 플라즈마 원자화 | 매우 구형, 매끄러운 표면, 우수한 흐름 |
Al 3104 분말 크기 범위
| 파우더 크기 | 일반적인 범위 |
|---|---|
| 입자 크기 분포 | 15 - 45 미크론 |
| 평균 입자 크기 | 25-35 미크론 |
Al 3104 분말 응용 분야
| 애플리케이션 | 세부 정보 |
|---|---|
| 항공우주 | 엔진 부품, 구조 부품 |
| 자동차 | 섀시, 변속기 부품 |
| 의료 | 임플란트, 보철 |
| 소비재 | 스포츠 장비, 전자 제품 |
Al 3104 파우더 사양
| 매개변수 | 사양 |
|---|---|
| 밀도 | 2.73g/cc |
| 녹는점 | 약 615°C |
| 구성 | Al 97.5%, Mn 0.5-1.5%, Cu 0.8-1.3% |
| 유량 | >50g에 25초 이상(홀 유량계) |
| 탭 밀도 | >이론 밀도 80% 이상 |
| 수분 함량 | <0.2 wt% |
Al 3104 분말 공급 업체
| 공급업체 | 위치 | 가격 범위 |
|---|---|---|
| AP&C | 캐나다 | $50-$150/kg |
| 목수 | 미국 | $75-$200/kg |
| EOS | 독일 | $100-$250/kg |
| LPW 기술 | UK | $60-$180/kg |
가격 범위는 주문 수량과 지리적 위치에 따라 다릅니다. 맞춤형 합금은 더 비쌉니다.
Al 3104 파우더 프린터 설치 및 작동 방법
설치, 작동, 후처리는 사용되는 AM 공정에 따라 다릅니다:
| 프로세스 | 설치 요구 사항 | 운영 | 포스트 프로세싱 |
|---|---|---|---|
| 바인더 분사 | 안정적인 플랫폼, 배기, 소프트웨어 | 파라미터 최적화 시험 | 경화, 소결, 침투 |
| DED | 전원 공급 장치, 포지셔닝 시스템, 인클로저 | 보정, 빌드 파라미터 튜닝 | 절단, 가공, 열처리 |
| PBF | 레이저 장비, 챔버, 체질 시스템 | 파라미터 선택, 최적화 | 지지대 제거, 스트레스 해소, 핫 ISO |
Al 3104 파우더 프린터 유지보수
| 활동 | 빈도 | 세부 정보 |
|---|---|---|
| 스토리지 | 항상 | 밀폐된 용기에 담아 서늘하고 건조한 곳에 보관하세요. |
| 체질 | 재사용 전 | 150-250 미크론 메쉬로 큰 입자 제거 |
| 블렌딩 | 필요에 따라 | 균질화 및 분리 제거 |
| 분말 재활용 | 최대 10회 | 일관된 품질을 위해 신선한 분말과 혼합하여 재사용 |
올바른 Al 3104 분말 제조업체 선택
Al 3104 분말 공급업체를 선택할 때는 다음 기준을 고려하세요:
- 품질 관리 기록 및 분말 형태와 구성의 일관성 유지
- 금속 적층 제조 관련 기술 전문성 및 고객 서비스
- 합금 맞춤화 및 품질 테스트 수행 기능
- 생산 능력 규모 및 리드 타임
- 경쟁력 있는 가격 및 최소 주문 수량
- AM 업계에서의 평판과 경험
- 운송 및 배송을 위한 근접성 및 물류
Al 3104 파우더 사용의 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 뛰어난 중량 대비 강도 비율 | 강철 합금보다 낮은 최대 온도 |
| 우수한 내식성 | 포스트 프로세싱으로 속성이 변경될 수 있습니다. |
| 퓨전 용접으로 용접 가능 | AM 빌드에서 다공성 결함이 발생할 수 있습니다. |
| 티타늄 합금보다 상대적으로 저렴합니다. | 강철보다 낮은 경도 및 내마모성 |
| 다양한 공급업체에서 즉시 사용 가능 | 재활용 시 시간이 지남에 따라 불순물이 유입될 수 있습니다. |
적층 제조에서 Al 3104 분말의 응용 분야
Al 3104는 일반적으로 컴포넌트를 3D 프린팅하는 데 사용됩니다:
- 항공우주: 엔진 브래킷, 유압 매니폴드, UAV 부품
- 자동차: 브레이크 디스크, 파워트레인 부품, 섀시 부품
- 산업용: 로봇 팔, 지그, 픽스처, 공정 장비
- 건축: 장식 격자 구조, 클래딩 패널
- 의료: 치과 크라운, 두개골 임플란트, 보철물
- 소비자: 전자제품 하우징, 스포츠 용품, 드론 본체
우수한 강도, 내식성 및 용접성으로 인해 Al 3104는 산업 전반의 까다로운 응용 분야에 적합합니다. 경량 격자 설계로 부품을 최적화할 수 있습니다. 이 소재는 프로토타입용 이국적인 합금보다 저렴합니다.
Al 3104 분말 조성
AM에 사용되는 Al 3104 분말의 일반적인 구성은 다음과 같습니다:
- 알루미늄: 97.5 %
- 망간: 0.5 - 1.5%
- 구리: 0.8 - 1.3%
망간은 고용체 강화를 통해 강도를 향상시킵니다. 구리는 가공성을 향상시킵니다. 마그네슘, 실리콘, 아연, 티타늄과 같은 다른 합금 원소도 미량으로 존재할 수 있습니다. 파우더 제조업체는 일관된 특성을 위해 엄격한 성분 관리를 유지합니다.
합금 원소가 Al 3104 특성에 미치는 영향
Al 3104 분말의 합금 원소는 적층 가공 시 미세 구조와 특성에 영향을 미칩니다:
- 망간은 고용체 강화를 통해 수율 강도와 경도를 높입니다. 또한 작업성을 향상시킵니다.
- 구리는 강도를 높이고 침전 경화 열처리를 용이하게 합니다. 내식성을 약간 낮춥니다.
- 마그네슘은 인공 노화 동안 노화 동역학을 제어하여 강도를 향상시킵니다. 또한 용접성에도 도움이 됩니다.
- 실리콘은 공융상을 수정하여 용융 용접의 유동성을 개선합니다. 미량 이상 존재하면 취성을 유발합니다.
적층 가공된 Al 3104 부품의 미세 구조
DMLS 및 SLM과 같은 PBF 공정을 사용하여 프린트된 Al 3104 부품의 미세 구조는 다음과 같이 구성됩니다:
- 빠른 응고 및 에피택셜 성장으로 인한 미세한 세포 서브 그레인 구조
- 원주형 입자로 둘러싸인 용융 풀 내부의 작은 등축 입자
- 세포 경계를 따라 높은 전위 밀도 및 원소 분리
- CuAl2 및 Al-Mn 상과 같은 합금 원소 침전
- 비평형 응고로 인한 장거리 주문 부족
열간 등방성 프레스 및 열처리와 같은 후처리는 합금 원소의 입자 구조와 분포를 크게 변경할 수 있습니다.
입자 모양이 Al 3104 분말 성능에 미치는 영향
- 표면 형태가 매끄러운 구형 입자는 우수한 유동성, 확산성 및 패킹 밀도를 나타냅니다. 그 결과 층 두께가 일정하고 용융이 균일합니다.
- 위성 형성을 가진 불규칙한 분말 입자는 유속이 느립니다. 이로 인해 증착 시 산란 손실이 발생하고 용융이 제대로 이루어지지 않습니다.
- 미세 입자와 거친 입자가 혼합된 입자 크기 분포는 녹지 않은 분말의 포획을 줄입니다. 30미크론 이상의 넓은 분포는 표면 마감이 좋지 않을 수 있습니다.
- 불순물이 쌓이고 재사용 시 변형되는 경향이 있는 불규칙한 모양에 비해 구형 Al 3104 입자의 경우 분말 재활용성이 최대 10배까지 높습니다.
Al 3104 분말 베드 AM의 중요 공정 파라미터
| 매개변수 | 일반적인 범위 | 효과 |
|---|---|---|
| 레이어 두께 | 20 - 50 μm | 해상도, 빌드 시간, 파우더 통합 |
| 레이저 파워 | 100 - 500 W | 에너지 투입, 용융, 결함 |
| 스캔 속도 | 500 - 2500 mm/s | 응고 동역학, 다공성 |
| 해치 간격 | 0.08 - 0.12 mm | 트랙 간 결합, 밀도 |
| 레이어 간 오프셋 | 레이어 두께 ~50% | 레이어 간 결합 강도 |
Al 3104 AM 부품의 후처리 방법
후처리는 Al 3104 AM 부품의 응력 완화, 특성 개선 및 치수 정확도 달성을 위해 사용됩니다:
| 방법 | 목적 | 절차 |
|---|---|---|
| 열간 등방성 프레스 | 다공성 폐쇄, 구조 개선 | 550°C에서 압력 가열 |
| 솔루션 처리 | 침전물 용해 | 520°C에서 담그고 빠르게 담금질합니다. |
| 인공 노화 | 강수량 경화 | 170°C로 가열하고 10시간 동안 유지합니다. |
| T6 열처리 | 강도 극대화 | 솔루션 처리, 담금질, 인공 노화 |
| 표면 마감 | 표면 마감 개선 | 샌드 블라스팅, 유리 비드 피닝, CNC 연마 |
자주 묻는 질문
Q: AM에서 Al 3104 분말에 권장되는 입자 크기는 무엇입니까?
A: 적층 제조에 사용되는 Al 3104 분말의 입자 크기 범위는 15-45미크론, 평균 25-35미크론이 일반적입니다. 이는 우수한 패킹 및 유동성을 제공합니다.
Q: 데스크톱 금속 프린터에서 Al 3104를 3D 프린팅할 수 있습니까?
A: 예, 유량, 밀도, 입자 크기 분포 등과 같은 사양을 충족하는 경우 Al 3104 분말을 데스크탑 바인더 분사 및 PBF 시스템과 함께 사용할 수 있습니다. 적합한 인쇄 파라미터를 개발해야 합니다.
Q: 3D 프린팅된 Al 3104 부품의 기계적 특성은 무엇입니까?
A: 인쇄된 상태의 Al 3104 부품은 일반적으로 인장 강도 300-350 MPa, 항복 강도 220-270 MPa, 연신율 5-8%, 경도 약 80 HB를 갖습니다. 열처리를 통해 특성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
Q: Al 3104 분말은 AM 후 열간 등방성 프레스가 필요합니까?
A: HIP는 PBF 공정을 사용하여 프린트된 Al 3104 부품의 내부 보이드와 기공을 닫는 데 도움이 됩니다. 또한 잔류 응력을 완화합니다. HIP는 피로가 중요한 용도에 권장됩니다. 중요하지 않은 용도의 경우 선택 사항일 수 있습니다.
Q: 융합 용접을 사용하여 Al 3104 AM 부품을 용접할 수 있습니까?
A: 예, Al 3104는 MIG, TIG 및 레이저 용접과 같은 공정을 사용하여 용접성이 매우 우수합니다. 열 입력을 제어하고 필러 재료를 사용하여 응고 균열이 발생하지 않도록 주의해야 합니다. 용접 후 열처리를 하면 응력을 완화할 수 있습니다.
Q: 사용하지 않은 Al 3104 파우더는 AM용으로 얼마나 오래 보관할 수 있습니까?
A: 사용하지 않은 Al 3104 분말은 적절히 밀봉된 용기에 담아 서늘하고 건조한 보관 조건에서 유동성과 특성을 유지하면서 최대 1년간 보관할 수 있습니다. 더 오래 보관하면 산화 및 고결 문제가 발생할 수 있습니다.
요약하면, Al 3104는 다양한 특성, 용접성, 내식성 및 이색 합금 대비 비용 이점으로 인해 자동차, 항공우주, 산업 및 의료 분야의 까다로운 적층 제조 응용 분야에 적합한 우수한 알루미늄 합금 분말입니다. 이 합금으로 복잡한 프린트 부품을 완벽하게 제작하려면 적절한 파우더 특성화, AM 공정 파라미터 및 후처리가 핵심입니다.
