3D 프린팅 인코넬 625 는 니켈-크롬-몰리브덴 합금으로, 까다로운 응용 분야를 위한 고성능 부품으로 3D 프린팅할 수 있습니다. 이 가이드에서는 적층 제조용 인코넬 625에 대한 모든 것을 다룹니다.
개요 인코넬 625를 사용한 3D 프린팅
인코넬 625는 전시되는 초합금입니다:
- 고온에서의 높은 강도와 경도
- 뛰어난 내식성
- 우수한 용접성 및 작업성
- 산화 및 크리프 저항
주요 특성으로 인해 파우더를 사용하여 복잡한 형상을 3D 프린팅하는 데 적합합니다:
- 주요 인쇄 공정에 사용할 수 있습니다: DMLS, SLM, 바인더 제팅
- 오버행 및 내부 채널 인쇄 기능
- 우수한 치수 정확도 및 표면 마감
- 미세한 미세 구조를 가진 고밀도 구성 요소
- 주조 및 단조와 비슷하거나 이를 능가하는 속성
- 감산 기법에 비해 낭비 감소
인코넬 625는 강도, 연성 및 내식성이 결합되어 다양한 산업 분야에서 경량, 고성능 인쇄 부품을 제작할 수 있습니다.
인코넬 625의 구성
인코넬 625 합금의 일반적인 구성:
- 니켈 - 58%
- 크롬 - 20-23%
- 몰리브덴 - 8-10%
- 철 - 최대 5%
- 니오븀 - 3-4%
- 미량의 C, Si, P, S
크롬, 몰리브덴, 니오븀과 같은 주요 합금 원소는 고온에서의 산화 저항성, 추가 경도 및 강수량 강화 기능을 제공합니다. 애플리케이션 요구 사항에 따라 구성을 조정할 수 있습니다.
인코넬 625의 주요 특성
인코넬 625의 특성:
- 밀도 - 8.44g/cm3
- 녹는점 - 1300°C
- 인장 강도 - 760-1380 MPa
- 항복 강도 - 550 MPa
- 신율 - 50%
- 탄성 계수 - 200-217 GPa
- 열 전도성 - 9.8W/m-K
- 열팽창 계수 - 12.8 x 10-6 m/m°C
이 초합금은 고강도, 연성, 내식성, 고온에서의 안정적인 특성이 균형을 이루고 있어 까다로운 응용 분야에 유용합니다.
3D 프린팅용 인코넬 625 파우더
적층 제조용 인코넬 625 파우더의 주요 특징:
인코넬 625 분말 특성
- 입자 모양 - 대부분 구형
- 입자 크기 - 15-45 미크론
- 겉보기 밀도 - 4g/cm3
- 유동성 - 약간 응집력 있음
- 순도 - 니켈 + 기타 합금 원소 > 99.5%
- 산소 함량 - 500ppm 미만
구형 형태와 제어된 입자 크기 분포로 인쇄 시 파우더가 부드럽게 퍼집니다. 고순도로 결함을 최소화합니다.
인코넬 625 3D 프린팅 방법
인코넬 625에 적합한 인기 적층 제조 공정은 다음과 같습니다:
인코넬 625의 3D 프린팅 방법
| 방법 | 설명 |
|---|---|
| DMLS | 레이저를 사용하여 금속 분말을 용융 |
| SLM | 분말의 선택적 레이저 용융 |
| 바인더 분사 | 분말과 액상 제제 결합 |
| 렌즈 | 레이저로 설계된 그물 모양 |
| EBM | 진공에서 전자빔 용융 |
DMLS와 SLM은 높은 정확도와 표면 마감을 제공합니다. 바인더 젯팅이 더 경제적입니다. EBM과 LENS는 그물 모양에 가까운 대형 부품을 제작합니다. 각 공정에 맞게 파라미터를 최적화해야 합니다.
3D 프린팅 인코넬 625 부품의 응용 분야
적층 제조된 인코넬 625 부품을 사용하는 산업:
3D 프린팅 인코넬 625의 응용 분야
| 산업 | 애플리케이션 |
|---|---|
| 항공우주 | 터빈 블레이드, 연소기, 노즐 |
| 석유 및 가스 | 밸브, 사워 가스에 노출된 유정 부품 |
| 전력 생산 | 열교환기 튜브, 펌프 샤프트 |
| 자동차 | 터보차저 휠, 배기 부품 |
| 화학 처리 | 부식 방지 유체 취급 부품 |
그 밖에도 열 차폐, 프레스 금형, 원자로, 스포츠 장비, 강도, 연성 및 생체 적합성을 활용한 생체 의학 임플란트 등 다양한 용도로 활용됩니다.
3D 프린팅 인코넬 625의 이점
인코넬 625를 사용한 적층 제조의 주요 이점:
3D 프린팅 인코넬 625의 이점
- 복잡하고 최적화된 지오메트리 생성 기능
- 기계 가공 대비 리드 타임 단축 및 비용 절감
- 토폴로지 최적화로 인한 무게 감소
- 감산 기법에 비해 낭비 감소
- 주조보다 우수한 재료 특성
- 값비싼 툴링이나 금형 필요 없음
- 하위 어셈블리를 단일 부품으로 통합
- 사용자 지정 및 신속한 프로토타이핑
3D 프린팅은 기존 제조의 한계를 극복하여 고성능 인코넬 부품을 제조합니다.
인코넬 625 인쇄의 제한 사항
3D 프린팅 인코넬 625의 도전 과제
- 인코넬 625 분말의 높은 비용
- 인쇄 중 불활성 가스 요구 사항
- 지지 구조물 제거의 어려움
- 스트레스 해소를 위해 후처리가 필요할 수 있습니다.
- 인쇄된 부품을 검증하는 데 필요한 테스트
- 단조 인코넬 625보다 낮은 연성
- 제한된 수의 적격 공급업체
- 프린터 빌드 볼륨에 의해 제한되는 대형 부품
공정 개선 및 인증으로 미션 크리티컬 애플리케이션을 위한 적층 제조 인코넬 625 부품의 채택이 확대될 것입니다.
3D 프린팅용 인코넬 625 분말 공급업체
AM용 인코넬 625 파우더의 평판이 좋은 공급업체로는 다음과 같은 곳이 있습니다:
인코넬 625 분말 공급업체
| 회사 | 위치 |
|---|---|
| 샌드빅 | 독일 |
| 프렉스에어 | 미국 |
| 목수 첨가제 | 미국 |
| AP&C | 캐나다 |
| SLM 솔루션 | 독일 |
| LPW 기술 | UK |
이 회사들은 불활성 가스 분무 방식을 사용하여 인코넬 625 분말을 제조하며 입자 크기 분포, 형태, 산소 함량 및 기타 품질 특성을 엄격하게 관리합니다.
인코넬 625 재료비 분석
인코넬 625 파우더 비용
| 수량 | kg당 가격 |
|---|---|
| 1-10kg | $100-150 |
| 10-50kg | $80-120 |
| >50kg 초과 | $50-100 |
비용은 스테인리스 스틸 파우더보다는 높지만 티타늄과 같은 반응성 합금보다는 낮습니다. 대량 주문 할인이 적용됩니다. 부품 비용은 제품 형상 및 제작 속도에 따라 달라집니다.
인코넬 625의 비교 분석
인코넬 625와 스테인리스 스틸 및 코발트 크롬의 비교
| 합금 | 인코넬 625 | 316L 스테인리스 스틸 | CoCr 합금 |
|---|---|---|---|
| 밀도(g/cm3) | 8.4 | 8.0 | 8.3 |
| 인장 강도(MPa) | 1035 | 515 | 655 |
| 녹는점(°C) | 1300 | 1370 | 1290 |
| 내식성 | 우수 | 양호 | 공정 |
| 비용 | 높음 | 낮음 | 보통 |
| 인쇄 가능성 | 공정 | 우수 | 양호 |
인코넬 625는 최고의 고온 성능을 제공하지만 재료 비용이 더 높습니다. 스테인리스 스틸은 인쇄하기 쉽고 비용이 저렴합니다. 코발트 크롬은 치과용과 의료용으로 균형을 이룹니다.
자주 묻는 질문
Q: 3D 프린팅 인코넬 625에 가장 적합한 입자 크기는 무엇입니까?
A: 인쇄 시 최적의 유동성과 높은 패킹 밀도를 위해 구형 형태와 촘촘한 분포로 15-45미크론의 입자 크기 범위를 권장합니다.
Q: 인코넬 625에 가장 적합한 인쇄 공정은 무엇입니까?
A: 고출력 레이저를 사용하는 DMLS 및 SLM은 최고의 정확도, 밀도 및 표면 마감을 제공합니다. 바인더 제팅은 제작 속도는 빠르지만 기계적인 부분은 더 낮습니다.
Q: 인코넬 625는 3D 프린팅 후 열처리가 필요합니까?
A: 예, 응력을 완화하고 최적의 연성, 강도 및 기타 기계적 특성을 달성하기 위해 용액 어닐링 및 에이징 열처리 사이클이 종종 수행됩니다.
Q: 어떤 산업에서 3D 프린팅된 Inconel 625를 가장 많이 사용하나요?
A: 항공우주 분야는 연소 부품을 가장 많이 채택하는 분야입니다. 석유 및 가스, 발전, 자동차, 화학 공정 분야에서도 3D 프린팅 인코넬 625를 활용하고 있습니다.
Q: 기능적으로 등급이 매겨진 인코넬 625 부품을 3D 프린팅할 수 있나요?
A: 예, 복셀 제어 방법을 사용하면 정밀한 파우더 혼합과 레이저 변조를 통해 단일 프린팅 파트 내에서 지속적으로 다양한 구성과 미세 구조를 구현할 수 있습니다.
Q: 인코넬 625는 적층 가공 후 열간 등방성 프레스가 필요합니까?
A: HIP는 내부 공극을 제거하고 내피로성을 개선할 수 있지만, 최근 공정 개선으로 대부분의 애플리케이션에서 인쇄 중에 전체 밀도를 달성할 수 있게 되었습니다.
Q: 인쇄된 인코넬 625에는 어떤 마감 공정이 사용됩니까?
A: 인쇄된 부품은 표면을 매끄럽게 하고 지지대를 제거하기 위해 연마 텀블링, 샷 피닝, 연마 및 연마 작업을 거치는 경우가 많습니다. 열간 등방성 프레스를 적용할 수도 있습니다.
Q: 3D 프린팅된 인코넬 625의 재료 특성이 단조와 비슷한가요?
A: 올바르게 인쇄 및 가공된 인코넬 625는 인장 강도, 연성, 파괴 인성 및 기타 특성이 기존 가공된 단조 합금과 일치하거나 심지어 이를 능가할 수 있습니다.
Q: 인코넬 625 AM 부품에는 어떤 설계 고려 사항이 적용됩니까?
A: 미세한 피처에는 더 두꺼운 벽이 필요합니다. 돌출부를 피하고, 지지대를 최소화하며, 열 응력을 고려한 설계를 해야 합니다. 모듈은 모놀리식 구성 요소로 통합할 수 있습니다.
