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동향 기본정보
나노 입자를 이용한 고강도 알루미늄 3 차원 인쇄
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-09-21 00:00:00.000 |
| 내용 | HRL 연구소는 Al7075 및 Al6061 유형을 포함한 고강도 알루미늄 합금을 성공적으로 3D 인쇄하는 기술을 개발하여 엔지니어링 관련 합금의 첨가제 생산에 대해 지대한 영향을 끼치는 발표로 야금학 분야의 획기적인 발전을 이루었다. 이 합금은 항공기 및 자동차 부품에 매우 적합하며 HRL 연구원에 의해 해결된 문제인 3D 인쇄와 같은 첨가제 제조 공정에 적합하지 않은 수천 개가 넘는 응용들이 있다. 부가적인 이점은 그들의 방법이 고 부가가치 강 및 니켈 기반의 초합금과 같은 첨가제 합금 제품군에 적용될 수 있다는 것이다. 연구팀은 21 세기 기계로 100 년 이상 된 문제를 해결하기 위해 핵 생성 이론을 사용하고 있다. 고강도 알루미늄 합금의 종이 3D 인쇄는 네이쳐 지에 최근호에 발표되었다 ( ldquo;3D printing of high-strength aluminium alloys rdquo;). 금속의 첨가제 제조는 일반적으로 얇은 층에 적용되고 레이저 또는 다른 직접 열원으로 가열되어 층을 용융 및 응고시키는 합금 분말로 시작된다. 일반적으로 Al7075 나 AL6061과 같은 고강도의 난용접성 알루미늄 합금을 사용하는 경우, 이에 따라 부품에 심한 고온 균열이 발생한다. 이는 금속 부분이 벗겨지기 쉬운 비스킷처럼 분해될 수 있게 한다. HRL의 나노 입자 기능화 기술은 고강도 난용접성 합금 분말을 특수하게 선택된 나노 입자로 장식함으로써 이 문제를 해결했다. 나노 입자로 기능화된 분말은 3 차원 물체를 구성하기 위해 각 층을 분말화하고 레이저 퓨즈 (laser-fuse)를 층을 이루는 3D 프린터로 공급된다. 용융 및 응고 동안, 나노 입자는 원하는 합금 미세 구조를 위한 핵 형성 부위로서 작용하여 고온 균열을 방지하고 제조된 부품에서 완전한 합금 강도를 유지하게 한다. 첨가제 제조에서의 용융 및 응고는 용접과 유사하기 때문에 HRL의 나노 입자 기능화를 사용하여 용접할 수 없는 합금을 용접 가능하게 한다. 이 기술은 또한 확장 가능하며 저렴한 재료를 사용한다. 기존의 합금 분말 및 나노 입자는 분말 입자의 표면에 균일하게 분포된 나노 입자가 있는 프린터 원료를 생산한다. 연구팀의 첫 번째 목표는 고온 균열을 제거하는 방법을 알아내는 것이었다. 미세 구조를 제어하려고 했으며, 이 물질이 고체화되는 방식으로 자연스럽게 발생하는 솔루션이어야 했다. 이 경우 지르코늄 기반의 나노 입자를 찾기 위해 HRL 팀은 시트린 인포매틱스 (Citrine Informatics)에 참가하여 무수히 많은 입자를 분류하여 필요한 특성을 가진 입자를 찾도록 도와주었다. 야금을 하는 방법은 합금 원소에 대한 주기율표를 작성하고 시행 착오를 주로 테스트하는 것이었다. 정보 과학 소프트웨어를 사용하는 요점은 우리가 알고 있는 핵 형성 이론에 대한 선택적 접근을 하는 것이었다. 우리가 찾은 것을 알려 주면, 그들의 거대한 데이터 분석은 사용 가능한 재료의 범위를 수십에서 수천 가지로 좁혔다. 이 흥미 진진한 새로운 기술로 HRL은 연구, 산업 및 방위 산업을 위한 금속의 추가 제조 분야에서 새로운 장을 열었다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017003096 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 알루미늄,3차원 인쇄,합금,야금학,나노 입자,레이저 퓨즈,용접 2. aluminum,3D printing,alloy,metallurgy,nanoparticle,laser-fuse,welding |