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나노입자 혼입 철계 분말의 LPBF 공정 조건이 미세조직에 미치는 영향 연구

Microstructure control in LPBF of nanoparticle-infused iron powders via laser scanning strategies

연구 내용

나노입자를 포함한 사전합금화 철 분말에 대해 LPBF에서 레이저 스캐닝 전략을 달리하여 용융·융합 거동과 미세조직을 제어하고, 강도 발현에 기여하는 조직 특성을 도출하는 연구

나노입자가 혼입된 물 원자화 철 분말에 대해 LPBF에서 레이저 스캐닝 전략이 용융 깊이, 응고 경로, 조직 형성에 미치는 영향을 분석합니다. 분말 특성과 열 이력에 연동해 입자(Grain) 크기 및 석출(Precipitation) 양상이 어떻게 달라지는지 확인하고, 그 결과로 나타나는 인장 물성의 변화를 연결합니다. 또한 표면 거칠기, 층(리코트) 단위의 공정 누적 효과를 고려하여 공정 변수-미세조직-기계적 특성의 관계를 정리하는 데 초점을 둡니다.

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연구 흐름

2023년에는 나노입자 혼입 사전합금화 철 분말을 대상으로 LPBF에서 레이저 스캐닝 전략이 미세조직을 어떻게 변화시키는지 먼저 규명했습니다. 이후에는 공정 변수의 변화가 조직 내 석출과 결정립 형성에 미치는 경로를 보다 명확히 연결하고, 인장 물성 지표로 정량화하는 후속 방향으로 연구를 확장할 계획입니다. 현재 데이터는 공정-미세조직 상관관계 정립 단계에 집중되어 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 분말 기반 철계 소재의 LPBF 공정 가이드
  • 나노입자 혼입 분말의 조직 설계
  • 레이저 스캐닝 변수 최적화 기반 강도 제어
  • 적층 공정의 표면 거칠기 영향 평가
  • 층 단위 열 이력 제어를 통한 조직 균일화
  • 석출 거동을 활용한 기계적 성능 설계
  • 분말 제조-적층 공정 연계 품질 관리
  • 공정 데이터 기반 미세조직 예측
  • 저합금 철계 부품의 경량화 제조
  • 후열처리 조건 수립을 위한 기초 데이터

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구분

제목

1

Impact of laser scanning strategies on microstructure in laser powder bed fusion (LPBF) of nanoparticle-infused pre-alloyed water-atomized iron powder