IN 718 그린 바디에 실험실 가열 프레스를 사용하는 주된 목적은 3D 프린팅 공정 고유의 성형 결함을 제거하는 것입니다. 프린팅된 부품에 균일한 압력과 열을 가함으로써, 이 후처리 단계는 미세한 간극과 박리층을 닫아 소결 전에 물체의 밀도를 크게 증가시킵니다.
핵심 요점 프린팅 공정은 종종 재료 층 사이에 내부 공극을 남깁니다. 그린 바디를 압축하는 것은 이러한 결함을 밀봉하여 최종 금속 부품이 구조적 무결성과 안정적인 기계적 성능을 달성하도록 보장하는 중요한 수정 단계입니다.
용융 필라멘트 제조의 결함 해결
층별 프린팅의 과제
금속 용융 필라멘트 제조(MFFF)에서 프린터는 부품을 층별로 제작합니다. 이로 인해 종종 증착된 경로 사이에 미세한 간극이나 기공이 발생합니다.
박리의 위험
단순한 간극을 넘어, 층들이 서로 완벽하게 접착되지 않을 수 있습니다. 이는 층이 분리되어 "그린 바디"(소결되지 않은 부품) 내부에 구조적 약점을 만드는 박리 결함으로 이어집니다.
온간 압축의 메커니즘
특정 매개변수 적용
이러한 결함을 수정하기 위해 그린 바디를 실험실 가열 프레스에 넣습니다. 이 공정은 일반적으로 180°C의 온도와 92MPa의 압력을 적용하는 정밀한 조건을 사용합니다.
바인더 미세 흐름 유도
열 적용은 그린 바디 내의 폴리머 바인더 매트릭스를 부드럽게 합니다. 동시에 높은 압력은 "미세 흐름"을 유도하여 재료가 빈 공간으로 이동하고 채워지도록 합니다.
간극 닫기
바인더가 흐르면서 프린팅된 경로 사이에 있는 미세한 간극과 기공을 효과적으로 밀봉합니다. 이 기계적 압축은 분리된 층을 물리적으로 다시 밀어붙여 박리 문제를 복구합니다.
최종 부품 품질에 미치는 영향
향상된 그린 바디 밀도
이 압축의 즉각적인 결과는 밀도가 훨씬 높고 균일한 그린 바디입니다. 부품은 느슨하게 결합된 층들의 집합이 아니라 단단하고 응집력 있는 단위가 됩니다.
소결 후 구조적 무결성
그린 바디가 더 밀도가 높고 내부 공극이 없기 때문에, 최종 소결 공정이 더 효과적입니다. 이는 우수한 구조적 무결성과 신뢰할 수 있는 기계적 성능을 나타내는 최종 IN 718 부품으로 이어집니다.
절충점 이해
정밀성의 필요성
이 공정은 정확한 매개변수에 의존합니다. 특정 온도(180°C) 또는 압력(92MPa)에서 벗어나면 필요한 흐름을 유도하지 못하거나 반대로 부품의 형상을 왜곡할 수 있습니다.
공정 복잡성
온간 압축 단계를 추가하면 제조 워크플로우의 복잡성이 증가합니다. 특수 장비가 필요하며 프린팅과 소결 사이에 시간이 추가되지만, 고성능 응용 분야에서는 종종 필요한 절충점입니다.
목표에 맞는 올바른 선택
이 단계가 특정 응용 분야에 중요한지 여부를 결정하려면 성능 요구 사항을 고려하십시오.
- 기계적 신뢰성이 주요 초점이라면: 온간 압축을 사용하여 박리를 제거하여 부품이 응력 하에서 파손되지 않도록 합니다.
- 부품 밀도가 주요 초점이라면: 이 공정을 사용하여 기공률을 최소화하여 거의 완전히 밀집된 최종 금속 부품을 달성하는 데 필수적입니다.
이 통합 단계를 통합함으로써 잠재적으로 다공성인 프린트를 견고하고 고성능인 엔지니어링 부품으로 변환합니다.
요약 표:
| 특징 | 사양/세부 정보 |
|---|---|
| 대상 재료 | IN 718 (니켈 기반 초합금) |
| 공정 온도 | 180°C |
| 적용 압력 | 92MPa |
| 주요 목표 | 미세 간극 및 박리 제거 |
| 메커니즘 | 유도된 바인더 미세 흐름 |
| 결과 | 더 높은 그린 바디 밀도 및 구조적 무결성 |
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참고문헌
- Yvonne Thompson, Peter Felfer. Metal fused filament fabrication of the nickel-base superalloy IN 718. DOI: 10.1007/s10853-022-06937-y
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