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논문 상세정보

Abstract

Additive manufacturing (AM) technologies have attracted wide attention as key technologies for the next industrial revolution. Among AM technologies using various materials, powder bed fusion (PBF) processes and direct energy deposition (DED) are representative of the metal 3-D printing process. Both of these processes have a common feature that the laser is used as a heat source to fabricate the 3-D shape through melting of the metal powder and solidification. However, the material properties of the deposited metals differ when produced by different process conditions and methods. 17-4 precipitation-hardening stainless steel (17-4PH SS) is widely used in the field of aircraft, chemical, and nuclear industries because of its good mechanical properties and excellent corrosion resistance. In this study, we investigated the differences in microstructure and mechanical properties of deposited 17-4PH SS by PBF and DED processes, including the heat treatment effect.

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적층가공기술
적층가공기술이란 무엇인가?
기존의Top-down 공정과 반대되는 기술로 소재를 한 층씩 쌓아 올려 제품 형상을 구현하는 기술이다

4차 산업혁명의 핵심 기술로 프린팅 기술이 3D 이슈화됨에 따라 기존 제조공정을 대체하는 적층 가공(Additive Manufacturing, AM)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[1-9]. 적층가공기술은 기존의Top-down 공정과 반대되는 기술로 소재를 한 층씩 쌓아 올려 제품 형상을 구현하는 기술이다[4-9].이러한 적층가공기술은 적층 공정이 갖는 기하학적 자유도와 제조 공정 간소화를 이용하여 제품의 경량화 소재 절감 난형상 제품 제조 및 시제품 , ,제작 측면 등에서 많은 장점이 있다[5-11].

PBF 공정
PBF 공정과 DED 공정의 공통점과 차이점은 무엇인가?
두 공정 모두 금속 분말의 용융 과정을 거치는 공통점을 갖지만 적층 공정과 적층 조건에 따라 적층된 소재의 미세조직 및 기계적 특성 등이 달라지며 아직 이에 대한 연구는 부족한 상황

PBF 공정의 경우 플랫폼 위에 미립의 금속 분말을 얇게 도포한 뒤 선택적으로 레이저 또는 전자빔 등을 조사하여 용융시켜 적층하는 공정이며[5,7-8], DED 공정의 경우모재의 적층할 위치에 고에너지의 레이저를 조사하여 국부적 용융풀 을 형성시킨 뒤 용 (melt pool) 융풀에 금속 분말을 공급하여 적층하는 공정이다[4-5]. 두 공정 모두 금속 분말의 용융 과정을 거치는 공통점을 갖지만 적층 공정과 적층 조건에 따라 적층된 소재의 미세조직 및 기계적 특성 등이 달라지며 아직 이에 대한 연구는 부족한 상황이다.

적층가공
적층가공에는 어떤 재료와 기술이 쓰이는가?
고분자와 세라믹 금속 등 다양한 ,재료가 사용되고 있으며 금속을 사용하는 적층가 ,공 기술에는 주로 레이저를 열원으로 하는 PBF(Powder Bed Fusion) DED(Directed Energy De- 와 position) 공정이 대표적이다

적층가공에는 고분자와 세라믹 금속 등 다양한 ,재료가 사용되고 있으며 금속을 사용하는 적층가 ,공 기술에는 주로 레이저를 열원으로 하는 PBF(Powder Bed Fusion) DED(Directed Energy De- 와 position) 공정이 대표적이다[7-8]. PBF 공정의 경우 플랫폼 위에 미립의 금속 분말을 얇게 도포한 뒤 선택적으로 레이저 또는 전자빔 등을 조사하여 용융시켜 적층하는 공정이며[5,7-8], DED 공정의 경우모재의 적층할 위치에 고에너지의 레이저를 조사하여 국부적 용융풀 을 형성시킨 뒤 용 (melt pool) 융풀에 금속 분말을 공급하여 적층하는 공정이다[4-5].

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