나노입자를 적용한 고강도 알루미늄의 3차원 프린팅 VIDEO: Engineers 3-D print high-strength aluminum, solve ages-old welding problem using nanoparticles
HRL 연구소,
Al7075와 Al6061 고강도 알루미늄 합금
항공기 및 자동차 부품 매우 유용
HRL 연구소(HRL Laboratories)와 캘리포니아 대학(University of California, Santa Barbara)의 연구진은 Al7075와 Al6061와 같은 고강도 알루미늄 합금을 3차원 인쇄할 수 있는 새로운 기술을 개발했다. Al7075와 Al6061은 항공기 및 자동차 부품으로 매우 유용하고, 기존에는 3차원 인쇄가 불가능했다.
The nanoparticle-functionalized powder is fed into a 3-D printer, which layers the powder and laser-fuses each layer to construct a three-dimensional object. Credit: B. Ferguson - HRL Laboratories source phys.org
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이번 연구진은 특수하게 제작된 나노입자를 사용함으로써 기존의 합금 분말 문제를 해결할 수 있었다. 나노입자로 기능화된 분말은 3차원 프린터 속에 주입되고, 레이저로 층을 만드는데 사용된다. 나노입자는 고온 균열을 방지하고, 제조된 부품이 완벽한 합금 강도를 유지하게 만든다.
용융 및 응고는 용접과 유사하기 때문에 용접할 수 없는 합금을 용접하는데 적용될 수 있을 것이다. 이 기술은 확장 가능하며 저렴한 재료를 사용한다.
source phys.org
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이 연구의 첫 번째 목표는 고온 균열을 제거하는 것이다. 그래서 미세 구조를 제어하려고 노력했고, 지르코늄 기반의 나노입자가 이런 미세구조를 가지게 한다는 것을 알게 되었다.
야금을 하는 방법의 대부분은 시행착오를 통해서 테스트하는 것이었다. 이번 연구와 같은 핵 형성 이론을 기반으로 하는 선택적 접근은 시간과 노력을 줄이는데 크게 도움을 줄 수 있을 것이다. 이 연구결과는 강과 니켈 기반의 초합금 등에도 적용될 수 있을 것이다.
이 연구결과는 저널 Nature에 “3D printing of high-strength aluminium alloys” 라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1038/nature23894).
ndsl
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