금속 3D 프린팅 : 인코넬 vs 스테인리스 합금


금속 3D 프린팅 : 인코넬 vs 스테인리스 합금

새로운 부품을 제조할 때 중요하게 고려해야 할 요소 중 어떤 재료(금속)를 사용하냐는 것입니다.

생산 원가 측면에서 일반 탄소강을 사용하는 것이 보편적이지만 응용 분야에 따라 깊은 고민이 필요한 경우가 많습니다.

부품의 생산 방법과 재료를 결정하는데 있어 기본적으로 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.

1) 부품의 사용 목적

2) 부품의 필요 강도

3) 부품의 제조 단가

고온에서 부품의 강도와 내식성이 우수해야 하는 경우 인코넬 합금이 적합한 반면 의료용 수술 기구 제작에는 스테인리스 스틸이 더 적합 할 수 있습니다.

마크포지드 금속 3D 프린팅 시스템 Metal X에서는 인코넬과 스테인리스 스틸 모두 프린팅이 가능하며 해당 금속들의 특장점에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.


Inconel (인코넬)

최대 약 1000 ° C의 온도를 견딜 수있는 니켈 기반 초합 'Inconel 625'

인코넬은 높은 내식성, 내산화성, 고온에서의 강도, 및 크리프 저항성이 특징인 니켈-크롬계 초합금입니다. 인코넬은 두 가지 요인으로 인해 고온 및 부식성이 높은 환경을 견딜 수 있습니다. 첫째, 감마 이중 프라임 (ɣ ') 단계에서 금속간 화합물 Ni3Nb가 형성 되기 때문입니다. Ni3Nb는 입자 경계에서 '접착제' 역할을 합니다. 이 '접착제'는 고온으로 가열 될 때 입자의 크기가 커지는 것을 방지합니다 (대부분 작은 입자 일수록 강도가 높고 큰 입자는 연성이 높아집니다). 둘째 , 인코넬은 가열 될 때 형성되는 패시베이션 층으로 인해 높은 내식성을 가지게 됩니다. 이러한 특징으로 인해 인코넬은 가스 터빈부터 심해저 시추에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. Stainless Steel (스테인리스 합금)

스테인레스 스틸은 10.5% 이상의 크롬 함량이 특징인 강철 합금입니다.

스테인레스 스틸은 기존 스틸보다 내식성이 우수하며 오스테나이트 계, 페라이트 계, 마르텐사이트 계, 듀플렉스 및 석출 경화형 계열로 구분됩니다.

듀플렉스 스테인리스 스틸은 오스테나이트 계 및 페라이트 계 미세 구조의 혼합이며, 석출 경화는 스테인리스 스틸의 강도를 높이기 위해 석출경화작용을 이용한 합금으로 스테인레스 스틸의 강도와 내식성은 이러한 미세 구조에 따라 다릅니다.

예를 들어, 오스테나이트 계 스테인리스 강은 연성이 가장 높은 스테인리스 강이지만 내식성이 가장 높습니다. 다른 한편으로, 마르텐 사이트 계 클래스는 전형적으로 훨씬 더 높은 강도를 갖지만 내식성은 낮다. 오스테나이트 계 스테인리스 강은 더 큰 등축 입자 구조를 가지므로 마르텐 사이트 계 스테인리스 강에서 발견되는 작은 선반 구조와 비교하여 이러한 특성을 제공합니다. 스테인레스 스틸은 주방용 칼부터 건축 내외장재, 바이오 메디컬에 이르기까지 다양한 분야에서 사용 되는 합금입니다.

What's the difference?

인코넬은 스테인리스 스틸보다 훨씬 비싼 합금입니다. 인코넬은 고온에서 내식성/강도가 훨씬 뛰어나지만 더 낮은 온도에서는 17-4 PH 스테인레스와 같은 합금이 인코넬보다 강도가 높습니다. 두 가지 합금 중 하나를 결정할 때 주요 고려 요인은 비용, 온도 및 강도입니다.

저렴하지만 상대적으로 강한 부품이 필요한 경우 스테인리스 스틸은 좋은 선택지가 될 수 있지만 항공 우주 산업처럼 높은 내열성과 내식성이 필요한 경우 인코넬이 가장 먼저 고려되어야 할 합금입니다.

마크포지드 Metal X 메탈 3D 프린터

Why 3D print it?

인코넬은 매우 비싸고 기계 가공이 어렵기 때문에 3D 프린팅을 통해 이 같은 문제점을 해결 할 수 있습니다. 금속 3D 프린팅의 큰 장점은 가공으로 인한 재료 낭비, 인건비, 툴링 비용 및 리드 타임 감소로 부품 제작 비용을 줄일 수 있다는 점입니다. 반면에 스테인리스 합금은 적용 분야, 부품의 현재 생산 비용 및 기존 부품의 가공성에 따라 사용 분야가 크게 좌우됩니다.

마크포지드 Metal X는 인코넬과 스테인리스 합금 모두를 출력할 수 있는 우수한 솔루션으로 제작 비용, 소모 재료 및 리드 타임을 줄일 수 있으며 맞춤형 부품 및 시제품 제작에 폭 넓게 사용 할 수 있습니다.