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제안 방법
- 20 ㎛ Fe-Cr 분말의 레이저 출력과 주사속도에 따른 표면적층 거동을 분석하기 위하여 금형 강에 100 ㎛ 높이로 분말을 도포한 후 레이저 주사 간격(fill spacing) 은 60 ㎛로 고정하고 레이저 출력 (50, 100, 150, 200(W))과 주사 속도(33.6~439.2(miWs))를 변경하며 10mm X iQmm 의 정사각형으로 레이저를 주사하여 출력과 속도에 따른 20 um Fe-Cr 분말의 표면용융 형태와 매끄러운 표면(smooth regular surface)을 형성하는 출력에 따른 입열량의 범위를알아보기 위한 실험을 실시하였다.
- 본연구에서는 SLS 기술을 금형의 보수에 적용하기 위하여 사출열간 금형으로 널리 쓰이는 AISI H13(열간금형강)을 대상 재료로 선택하였고 용융재료로는 20 ㎛ Fe-Cr 분말을 선택하였다. 금형 보수를 위해 다양한 레이저 공정 변수 조건에서의 단층 L (single layer)적층 실험을 통하여 레이저 주사 후의 20 ㎛ Fe-Cr 분말의 표면거동 분석을 실시하여 적층 가능 범위를 분석하였다. 이 결과를 바탕으로다증(multiple layer)적증 실험을 실시하여, 금형강에 적층 시편을 제작하고 적층부와 재용용부의두께, 경도, 결합의 양호성, 표면조도 등을 분석하였다.
- Fig 2는 적층 시레이저 주사 방식을 보여주는데, 크로스 헤칭(cross hatching) 방식을 적용하여 적층을 용이하게 하였다. 본 실험에서는 시작점을 0, 90, 180, 270로 바꿔가면서 다층실험을 실시하였다. 부위별 경도 실험을 위해 Nanoindenter® XP (MTS, USA)를 사용하여 연속강성 측정법(CSM)으로 수행하였다.
- 앞선 단층 실험을 실시하여 구해진 출력과 입 열량에 따른 process windows 를 바탕으로 매끄러운 표면을 형성하는 조건인 레이저 출력 200W, 레이저 주사 속도 219.6mm/s, 레이저 주사 간격 60 um, 레이어 간격(layer thickness) 50 ㎛로 4증을 적층하는 다층실험을 실시하였다. Fig 2는 적층 시레이저 주사 방식을 보여주는데, 크로스 헤칭(cross hatching) 방식을 적용하여 적층을 용이하게 하였다.
- 금형 보수를 위해 다양한 레이저 공정 변수 조건에서의 단층 L (single layer)적층 실험을 통하여 레이저 주사 후의 20 ㎛ Fe-Cr 분말의 표면거동 분석을 실시하여 적층 가능 범위를 분석하였다. 이 결과를 바탕으로다증(multiple layer)적증 실험을 실시하여, 금형강에 적층 시편을 제작하고 적층부와 재용용부의두께, 경도, 결합의 양호성, 표면조도 등을 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 AISI H13 은 열 충격 및 열피로에 강하며, 내마모성과 내열성에 강점이 있어가공용 공구나 정밀금형 및 열처리금형에 쓰이며 [5]화학성분은 Table 1과 같다. 용융용 분말 소재로 20 um Fe-Cr 분말을 실험에 사용하였고 분말의 성분은 Table 2와 같다.
- 본연구에서는 SLS 기술을 금형의 보수에 적용하기 위하여 사출열간 금형으로 널리 쓰이는 AISI H13(열간금형강)을 대상 재료로 선택하였고 용융재료로는 20 ㎛ Fe-Cr 분말을 선택하였다. 금형 보수를 위해 다양한 레이저 공정 변수 조건에서의 단층 L (single layer)적층 실험을 통하여 레이저 주사 후의 20 ㎛ Fe-Cr 분말의 표면거동 분석을 실시하여 적층 가능 범위를 분석하였다.
- 1에 나타내었다. 열 원인 화이버(fiber) 레이저는 IPG 사의 YLR-200 을 사용하였고, 파장은 1.07 rn 최대출력은 200W 이고 빔 직경은 80 ㎛이다. 그리고 레이저 주사 방식을 조절하는 장치인scanner 는 SCANLAB 사의 hurrySCAN®20 을 사용하였다.
- [5]화학성분은 Table 1과 같다. 용융용 분말 소재로 20 um Fe-Cr 분말을 실험에 사용하였고 분말의 성분은 Table 2와 같다. 본 연구에서 사용된 장치는 Fig.
이론/모형
- 6mm/s, 레이저 주사 간격 60 um, 레이어 간격(layer thickness) 50 ㎛로 4증을 적층하는 다층실험을 실시하였다. Fig 2는 적층 시레이저 주사 방식을 보여주는데, 크로스 헤칭(cross hatching) 방식을 적용하여 적층을 용이하게 하였다. 본 실험에서는 시작점을 0, 90, 180, 270로 바꿔가면서 다층실험을 실시하였다.
- 본 실험에서는 시작점을 0, 90, 180, 270로 바꿔가면서 다층실험을 실시하였다. 부위별 경도 실험을 위해 Nanoindenter® XP (MTS, USA)를 사용하여 연속강성 측정법(CSM)으로 수행하였다. 표면조도측정기 DIAVITE DH-6 를 사용하여 평균 표면조도를 측정하였다.
- 부위별 경도 실험을 위해 Nanoindenter® XP (MTS, USA)를 사용하여 연속강성 측정법(CSM)으로 수행하였다. 표면조도측정기 DIAVITE DH-6 를 사용하여 평균 표면조도를 측정하였다.
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