스위스-폴란드 팀, 용매욕 없이 3D 프린팅 알루미늄의 높은 밀도 달성
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스위스 연방 재료 과학 및 기술 연구소가 주도한 공동 연구팀이 압출 프린팅된 AA6061 알루미늄의 탈바인딩 과정에서 용매욕 단계를 성공적으로 제거하고 상대 밀도를 97.9%까지 달성했습니다. 이 혁신적인 접근법은 단일 단계의 심지 탈바인딩과 연장된 소결 시간을 결합하여 최종 제품의 밀도를 크게 향상시켰습니다.
혁신적인 탈바인딩 과정
스위스 연방 재료 과학 및 기술 연구소에서 수행한 최근 연구는 알루미늄 3D 프린팅 기술의 획기적인 발전을 보여줍니다. 연구자들은 탈바인딩 과정에서 전통적인 용매욕을 생략함으로써 압출 프린팅된 AA6061 알루미늄으로부터 더 밀도가 높은 소결 부품을 생산할 수 있었습니다. 이 방법은 단일 단계의 심지 탈바인딩과 더 긴 소결 시간을 결합하여 97.9%에 가까운 인상적인 상대 밀도를 달성했습니다.
연구 세부사항
연구팀은 Elham Montakhab, Sebastian Dariusz Linchard-Syta, Amir Hadian, Frank Clemens를 포함하며, AGH 크라쿠프 대학교 및 스위스 북서부 응용 과학 및 예술 대학교와 협력했습니다. 그들의 연구 결과는 2026년 10월 15일 Progress in Additive Manufacturing 저널에 발표되었으며, 5월에 사전 인쇄본이 공개되었습니다.
공정 개선
전통적인 재료 압출 방법에서는 부품이 금속 분말과 열가소성 바인더를 혼합하여 처음 인쇄됩니다. 바인더는 소결 과정 전에 효과적으로 제거되어야 합니다. 연구자들은 용매욕이 종종 알루미늄의 산화를 초래하여 소결 밀도에 부정적인 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 그들은 다공성 알루미나 분말층을 활용하여 350 °C에서 단일 열처리 동안 모세관 작용을 통해 바인더를 제거하여 부품을 손상시키지 않고도 상당한 바인더 제거를 달성했습니다.
결과 및 향후 고려사항
연구에 따르면, 24시간의 탈바인딩과 이후 질소에서 635 °C에서 10시간 소결한 후 부품의 밀도가 상당히 향상되었습니다. Kcmix 부품은 96.7%의 밀도에 도달했으며, EnCeram 부품은 93.6%에 도달했습니다. 소결 유지 시간을 더 연장함으로써 이 수치는 각각 97.9%와 96.8%로 증가했습니다. 그러나 연구자들은 이러한 결과가 유망하지만, 이 방법이 산업 응용에 고려되기 위해서는 기계적 특성 평가가 필요하다고 경고합니다.
이 연구는 알루미늄 3D 프린팅의 발전에 있어 탈바인딩 과정의 개선이 중요한 요소임을 강조합니다. 알루미늄은 역사적으로 높은 소결 밀도를 달성하는 데 어려움을 겪어온 재료입니다.