알루미늄은 낮은 밀도, 우수한 기계적 특성, 기계 가공성, 내식성 및 전도성 덕분에 적층 제조에 널리 사용되는 금속 분말입니다. 알루미늄 파우더 특성을 최적화하면 항공우주, 자동차 및 산업 분야에서 강하고 가벼운 알루미늄 부품을 안정적으로 인쇄할 수 있습니다.

이 가이드는 파우더 베드 융합 또는 바인더 제트 3D 프린팅을 위한 알루미늄 분말 소싱에 대한 특성, 사양, 분무 생산, 품질 보증 고려 사항, 응용 분야 및 조언을 다룹니다.

3D 프린터 알루미늄 분말 작곡

AM에 사용되는 일반적인 알루미늄 등급은 다음과 같습니다:

합금	설명	일반적인 구성
AlSi10Mg	실리콘과 마그네슘이 첨가된 주조 합금으로 강도와 내식성 향상	나머지 Al, 9-11% Si, 0.25-0.45% Mg, 0.8% 최대 Fe, 0.2% 최대 Cu
AlSi7Mg	실리콘 함량이 약간 낮은 AlSi10Mg와 매우 유사합니다.	나머지 Al, 6-8% Si, 0.25-0.45% Mg, 0.8% 최대 Fe, 0.2% 최대 Cu
6061	마그네슘과 실리콘이 함유된 매우 일반적인 열처리 가능 단조 합금	나머지 Al, 0.8-1.2% Mg, 0.4-0.8% Si, 0.7% 최대 Fe, 0.15-0.4% Cu, 0.04-0.35% Cr

기계적 특성, 내식성, 용접성 요구 사항 및 합금 비용에 맞게 구성을 조정합니다.

사양 개요

매개변수	세부 정보	테스트 방법
순도	>98% 알루미늄 선호	ICP 분석
파티클 모양	구형 > 90% 필요	현미경
크기 분포	D50: 25-45μm 일반	레이저 회절
겉보기 밀도	1.2-1.8g/cc	홀 유량계
유동성	50g 시료에 대한 홀 흐름 25-50초	홀 유량계
산화물 및 수산화물	<3% 무게 기준	TGA, XRD, 불활성 가스 융합
수분 함량	<중량 기준 0.2% 미만	TGA 분석

고밀도의 견고한 부품으로 결함을 최소화하는 데 필요한 높은 파우더 품질과 일관성을 갖춘 AM 공정.

분무 방법

3D 프린터 알루미늄 분말 생산 비아:

• 공기 분무 - 고압의 공기가 용융된 알루미늄을 미세한 구형 방울로 분해하여 산화를 방지합니다. 저에너지 공정으로 바인더 제트 인쇄에 적합한 더 큰 입자를 생성합니다.
• 질소 분무 - 질소 주변은 분무 시 표면 산화를 방지하여 SLM 및 EBM에 선호되는 미세한 분말 크기, 낮은 산소 및 높은 유동 특성을 가능하게 합니다.
• 전극 회전 분무 - 얇은 용융 알루미늄을 질소로 빠르게 회전시키면 크기 분포가 매우 촘촘하고 포장 밀도가 우수한 분말이 만들어집니다.

공정 대기, 냉각 속도 및 가스 역학을 제어하면 우수한 유동 및 전단 응답이 필요한 파우더 베드 애플리케이션에 적합한 알루미늄 입자 크기와 형태를 최적화할 수 있습니다.

기계적 특성

합금	밀도(g/cc)	항복 강도(MPa)	인장 강도(MPa)	신장
AlSi10Mg	2.68	228	398	7.9%
AlSi7Mg	2.74	261	372	8.1%
6061	2.70	241	303	11%

지정된 강도를 충족하려면 최적화된 인쇄 파라미터와 에이징과 같은 후처리가 필요합니다. 부품 방향도 기계적 성능에 큰 영향을 미칩니다.

금속 3D 프린팅 애플리케이션

AlSi10Mg 알루미늄은 적층 제조를 위해 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 사용되고 있습니다:

• 항공우주 및 방위: 경량 기체, 무인 항공기 부품, 컨포멀 열교환기 및 냉각판, 액티브 격자 구조. 복합재 레이업을 위한 신속한 툴링.
• 자동차: 알루미늄은 강철보다 3배 낮은 응집 에너지를 가지고 있어 경량화를 통해 연비를 향상시킬 수 있습니다. 맞춤형 차체 패널, 피팅, 컨트롤 암과 같은 섀시 요소를 통해 성능을 개선할 수 있습니다. 매니폴드 하우징과 같은 열교환기 부품은 기능을 향상시킵니다. 탄소 섬유 복합재용 지그 및 고정 장치.
• 산업용: 중소형 로트 크기를 위한 맞춤형 시리즈 생산. 최적화된 폼 팩터로 전자제품 열 관리를 위한 방열판. 임펠러, 펌프, 밸브 및 하우징과 같은 유체 흐름 구성 요소. 가벼운 내구성을 제공하는 지그, 픽스처, 가이드 및 게이지.
• 건축: 주문형으로 제작되는 특수 맞춤형 부품. 브론즈 인필과 하이브리드 프린팅을 사용한 장식 요소. 시각화를 위한 차원적으로 정확한 스케일 모델.

인증 표준

• ASTM B556 - 합금 6061을 사용하는 분말 야금(PM) 알루미늄 합금 구조 부품의 표준 사양
• ASTM B925 - 자동차, 항공우주 및 방위 응용 분야를 위한 분말 야금 방법을 통한 가공용 프리미엄급 알루미늄 합금 분말에 대한 표준 사양
• ASTM E2926 - 적층 제조 알루미늄 분말 및 공급 원료에 대한 표준 사양

구매 전에 목표 등급 사양 및 AM 처리 요구 사항과 관련된 규정 준수를 보여주는 통계적으로 검증된 배치 인증서를 검토하세요.

일반적인 결함

주요 알루미늄 금속 AM 결함 및 근본 원인:

결함	원인	솔루션
다공성	수분, 산화물, 금속 기화	습도 감소, 산화물 최소화, 에너지 밀도 조정
크래킹	급속 냉각, 잔류 응력, 불순물	빌드 플레이트 예열 최적화, 고온 등방성 프레싱, 고순도 파우더
박리	리코터 블레이드 힘; 레이어 융합 불량	부드러운 파우더 크기 분포, 스프레드 레이어 최적화, 스프레더 설정 유효성 검사
볼링	높은 표면 장력으로 흐름 억제	빠른 녹임을 위한 예열판
표면 마감 문제	스패터, 녹지 않은 입자가 융합된 경우	주어진 파우더에 대한 파라미터 최적화

시험 제작을 통해 프린팅 파라미터를 조정하여 양산 전에 완벽한 밀도의 부품을 제작할 수 있습니다.

가격 요소

매개변수	영향
파우더 등급	높은 순도/구형도에는 프리미엄이 따릅니다.
로트 크기	500kg 이상에서 규모의 경제 실현
인증 수준	전체 인증과 배치 테스트
분무 방법	질소 > 공기, 높은 농도와 낮은 산화물로 인해 질소 > 공기
지역 물류	가능하면 로컬에서 소싱

더 작은 크기의 알루미늄 AM 파우더를 납품할 경우 $50-100/kg 정도의 가격이 책정될 것으로 예상됩니다. 대형 제조업체는 규모의 경제를 제공합니다.

구매 고려 사항

매개변수	중요성
품질 규정 준수	높음
샘플링 가용성	높음
기술 전문성	Medium
고객 참조	Medium
가격 책정	낮음

공급업체 비교

제조업체	크기 범위	품질	일관성	리드 타임	가격 책정
[브랜드 1]	10-45 μm	완전 인증	매우 일관성 있음	12~14주	$$$
[브랜드 2]	15-65 μm	배치 테스트	사소한 변화	3-4주	$
[브랜드 3]	10-63 μm	독립 MPI	최소 사양 충족	8~10주	$$

가격 프리미엄이 있더라도 부품 애플리케이션의 품질 규정 준수 요구 사항에 부합하는 선도적인 브랜드를 선택하여 결함 및 속성 편차 위험을 방지하세요.

자주 묻는 질문

Q: 알루미늄 레이저 파우더 베드 용융에 가장 적합한 입자 크기는 얼마입니까?

A: 25-45 μm 알루미늄 분말 크기 분획은 파우더 베드 응용 분야에서 확산 및 고밀도 융합에 이상적인 우수한 전단 및 용융 흐름 응답으로 고밀도 패킹을 용이하게 합니다.

Q: 알루미늄 AM 파우더를 올바르게 보관하려면 어떻게 해야 하나요?

A: 직사광선을 피해 서늘하게 보관할 경우 유통기한이 6~12개월로 제한되는 산화를 방지하고 안정화를 위해 습기 흡수 백으로 용기를 밀폐하세요.

Q: 금속 AM용 알루미늄 파우더는 특별한 취급 주의가 필요합니까?

A: 위험하지 않은 것으로 분류되지만 미세한 금속성 미립자는 호흡기 건강 및 먼지 폭발 위험을 수반하므로 안전 프로토콜을 수립해야 하므로 환기가 잘 되는 곳에서 승인된 개인보호구를 착용하고 파우더를 사용해야 합니다.

Q: 적층 제조 알루미늄 부품에는 일반적으로 어떤 후처리가 이루어지나요?

A: 알루미늄 AM 부품은 잔류 응력을 완화하고 기계적 특성과 표면 마감을 개선하기 위해 용액 처리, 노화 침전 경화, 패시베이션 및 전기 연마를 거치는 경우가 많습니다. 보호 코팅은 부식과 내마모성을 개선합니다.

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