저융점 첨가제가 LPBF 알루미늄 복합재에 미치는 영향
Influence of the Low-Melting Additive Type on the Structure and Mechanical Properties of an Aluminum Composite Produced by LPBF
원저자 Русин Николай Мартемьянович, Alexander L. Skorentsev, К. О. Акимов 외 1인·Journal of Composites Science·원발행 2026.10· 0 인용·카라멜 랩 해설 공개 2026. 10. 29.
한국어 핵심 요약
본 연구는 상용 원소 분말 혼합물을 레이저 분말 베드 융합(LPBF) 방식으로 제조한 Al-20Sn 및 Al-20Pb (부피%) 합금의 구조 형성 특성과 기계적 특성에 미치는 영향을 조사했습니다. Al과 Pb 또는 Al과 Sn 분말 혼합물을 가열된 기판에 닥터 블레이드로 도포하고 레이저를 조사하여 치밀한 샘플을 제조했습니다.
합성은 일정한 레이저 스캐닝 속도(v = 1.2 m/s)와 70~130W 범위의 출력으로 수행되었습니다. 결과적으로, 알루미늄 복합재의 구조는 연성 합금 첨가제의 물리적 및 열역학적 특성에 크게 의존하며, 동일한 부피 농도에서도 현저한 차이를 보였습니다.
Al-20Sn 복합재는 수지상(dendritic) 형태를 나타낸 반면, Al-20Pb 복합재는 셀룰러 구조를 보였습니다. 압축 시험 결과, 레이저 출력을 130W까지 증가시킬 경우 LPBF로 제조된 Al-20Pb 복합재의 소성이 25%까지 향상되어 Al-20Sn 합금보다 훨씬 높은 값을 보였습니다. 두 합금의 최종 압축 강도(σU)는 약 100 MPa로 거의 동일했습니다.
이 연구는 저융점 첨가제의 종류가 LPBF 알루미늄 복합재의 미세구조와 기계적 거동에 미치는 결정적인 영향을 규명하여, 맞춤형 고성능 금속 복합재 개발에 중요한 지침을 제공합니다.
섹션 미리보기
연구 배경
레이저 분말 베드 융합(LPBF) 기술을 이용한 알루미늄 복합재 제조 시, 저융점 첨가제의 종류가 구조 및 기계적 특성에 미치는 영향은 중요한 연구 주제입니다. 본 연구는 Al-20Sn 및 Al-20Pb 합금의 구조 형성 특성과 기계적 물성을 비교 분석하여 이 문제를 심층적으로 탐구합니다.
핵심 발견
첨가제 종류에 따라 Al-20Sn은 수지상, Al-20Pb는 셀룰러 구조를 보였습니다. 특히, Al-20Pb 복합재는 레이저 출력 130W에서 25%의 높은 소성을 나타내어 Al-20Sn보다 우수했습니다. 두 합금의 최종 압축 강도는 약 100 MPa로 유사했습니다.
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