KR20200129449A - 합금 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
레이저의 조사가 이루어지는 조사부; 복수로 구성되어 서로 다른 종류의 금속 분말이 각각 저장되며, 상기 조사부에 의해 레이저가 조사되는 영역 주변으로 상기 금속 분말을 공급하는 공급부; 및 상기 복수의 공급로부터 공급되는 금속 분말의 공급량을 독립적으로 조절하는 제1제어부;를 포함하는 합금 제조장치가 소개된다.
Description
본 발명은 합금 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
산업 기술 고도화에 따라 특정 주요 원소를 기반으로 한 철강, 알루미늄 합금, 타이타늄 합금 등 다양한 합금이 개발되어 왔으나, 최근 새로운 합금 시스템으로 고엔트로피 합금(high-entropy alloy)으로 지칭된 합금이 제안, 개발되고 있다.
이와 같은 고엔트로피 합금은 5원계 이상의 다원소 합금으로서, 다성분 주요원소가 혼합됨에도 불구하고 높은 구성 엔트로피에 의해 금속간 화합물이 형성되지 않고, 면심입방격자(Face Centered Cubic, FCC) 또는 체심입방격자(Body Centered Cubic, BCC)로 구성된 새로운 개념의 신 물질이다.
통상 합금은 합금 원소의 조성에 따른 구성 엔트로피(ΔSconf)에 따라 고 엔트로피 합금, 중엔트로피 합금(medium-entropy alloys, MEAs), 저엔트로피 합금(low-entropy alloys, LEAs)으로 나뉘며 구성 엔트로피 값에 따라 하기 식의 조건으로 구분된다.
[식 1] ΔSconf(LEAs) ≤ 1.0·R
[식 2] 1.0·R ≤ ΔSconf(MEAs) ≤ 1.5·R
[식 3] 1.6·R ≤ ΔSconf(HEAs)
(R: 기체 상수(Gas constant))
위의 정의를 통해 설계된 고엔트로피 합금 중 FCC계 고엔트로피 합금은 우수한 기계적 특성을 나타내는데 Fe-Mn-Cr-Co-Ni 계열 고엔트로피 합금의 경우, 극저온 변형 간 기계적 쌍정의 발현으로 기존 구조 재료에서 볼 수 없던 우수한 극저온 물성과, 높은 파괴인성을 가짐으로써 극한환경에서의 구조재료로 적용할 수 있는 소재로 주목받고 있다.
고엔트로피 합금의 주조에 있어서 일반적인 방법으로 아크용해법 및 진공유도용해법이 존재한다. 비용이 저렴하고, 간편하며, 추가적인 열가공 공정을 통해 다양한 형상 제작 및 물성 향상이 가능하다는 장점이 있으나, 복잡한 형성의 구현이 어렵고, 추가 가공 공정이 필요하다는 한계가 존재한다.
또한, 고엔트로피 합금의 주조에 있어서 분말야금법이 존재하는데, 미세한 결정립을 얻을 수 있고, 고융점 합금의 제작이 가능하다는 장점이 있느나, 기공율이 높아 인장 물성 확보가 어렵고, 복잡한 형상의 구현이 어렵다는 한계가 존재한다.
이에, 보호가스 분위기에서 분말을 실시간으로 공급하고, 고출력의 레이저빔을 조사하여 공급되는 분말을 용융시킴으로써 Molten Metal을 한층 씩 적층하는 방식으로 제품을 제작하는 Laser Metal Deposition(LMD)를 이용한 3D 프린팅 기술이 각광받는다.
공정에 의한 제품의 제조 속도가 빠르고, 결함률이 낮으며, 대형 제품 및 복잡한 형상의 제품 제조가 가능한 Laser Metal Deposition(LMD)를 이용하여 고엔트로피 합금 또는 중엔트로피 합금으로 이루어진 제품을 제조할 수 있는 합금 제조장치 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치는 레이저의 조사가 이루어지는 조사부; 복수로 구성되어 서로 다른 종류의 금속 분말이 각각 저장되며, 상기 조사부에 의해 레이저가 조사되는 영역 주변으로 상기 금속 분말을 공급하는 공급부; 및 상기 복수의 공급로부터 공급되는 금속 분말의 공급량을 독립적으로 조절하는 제1제어부;를 포함한다.
상기 복수의 공급부는, 코발트(Co) 분말을 공급하는 제1공급부, 크롬(Cr) 분말을 공급하는 제2공급부, 철(Fe) 분말을 공급하는 제3공급부, 니켈(Ni) 분말을 공급하는 제4공급부, 망간(Mn) 분말을 공급하는 제5공급부 및 알루미늄(Al) 분말을 공급하는 제6공급부 중에서 네 개 이상을 포함할 수 있다.
상기 조사부 및 상기 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되, 상기 제1제어부는, 상기 제1공급부 내지 제5공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 하나의 합금층을 적층할 때마다 상기 합금층의 조성을 변화시킬 수 있다.
상기 조사부 및 상기 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되, 상기 제1제어부는, 상기 제1공급부 내지 제4공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 상기 합금층 중 상기 철(Fe)의 분율을 제어할 수 있다.
상기 조사부 및 상기 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되, 상기 제1제어부는, 상기 제1공급부 내지 제6공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 상기 합금층 중 상기 알루미늄(Al)의 분율을 제어할 수 있다.
상기 조사부로부터 조사되는 레이저의 출력 및 스캔 속도를 조절하는 제2제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2제어부는, 상기 제1제어부로부터 전달된 금속 분말의 공급량에 대한 정보를 통해 상기 조사부로부터 조사되는 레이저 출력 및 스캔 속도를 제어하여 열처리 조건을 제어할 수 있다.
상기 조사부를 수평 방향으로 이동시키는 구동부; 및 상기 조사부에 의해 레이저가 조사되는 영역 주변으로 보호 가스를 공급하는 분사부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조방법은 레이저를 조사하는 단계; 및 상기 레이저가 조사되는 영역 주변으로 서로 다른 종류의 금속 분말을 독립적으로 각각 조절하여 공급하는 단계;를 포함한다.
상기 레이저를 조사하는 단계 및 상기 금속 분말을 공급하는 단계를 한 세트로 복수회 실시하여 복수의 합금층을 적층하되, 상기 서로 다른 종류의 금속 분말의 공급량을 독립적으로 각각 조절하여 하나의 합금층을 적층할 때마다 상기 합금층의 조성을 변화시킬 수 있다.
상기 서로 다른 종류의 금속 분말은, 코발트(Co) 분말, 크롬(Cr) 분말, 철(Fe) 분말, 니켈(Ni) 분말, 망간(Mn) 분말 및 알루미늄(Al) 분말 중에서 선택된 4종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치 및 그 제조방법에 따르면 공정에 의한 제품의 제조 속도가 빠르고, 결함률이 낮은 효과를 기대할 수 있다.
고엔트로피 합금 또는 중엔트로피 합금으로 이루어진 대형 제품 및 복잡한 형상의 제품 제조가 가능할 수 있다.
또한, 추가 가공 공정이 필요 없어 한 번의 공정으로 미세조직 관측용 또는 기계적 물성 평가용의 시편 및 완제품 제작이 가능하다.
도 1은 Laser Metal Deposition(LMD)에 이용되는 레이저 조사 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치 및 이에 의해 제조된 시편의 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 Fe-rich 중엔트로피 합금의 조성을 나타낸 표이다.
도 4는 Fe-rich 중엔트로피 합금의 X-선 회절분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 Fe-rich 중엔트로피 합금의 상온 인장 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 Fe-rich 중엔트로피 합금의 극저온 인장 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 CoCrFeMnNi에 알루미늄(Al)이 첨가되었을 때의 미세조직 사진을 나타낸 도면이다.
도 8은 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 X-선 회절분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 CoCrFeMnNi에 알루미늄(Al)이 첨가에 따른 BCC 상의 분율 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 인장 특성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금에서 알루미늄(Al)의 함량 변화에 따른 인장강도, 항복강도 및 연신율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 9 원자%의 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 X-선 회절분석 결과 및 소둔 온도 변화에 따른 BCC 상의 분율 변화를 나타낸 도면이다.
도 13은 9 원자%의 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 인장 특성을 나타낸 그래프 및 소둔 온도 변화에 따른 항복 강도 변화를 나타낸 도면이다.
도 14는 9 원자%의 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 미세조직 사진을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치 및 이에 의해 제조된 시편의 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 Fe-rich 중엔트로피 합금의 조성을 나타낸 표이다.
도 4는 Fe-rich 중엔트로피 합금의 X-선 회절분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 Fe-rich 중엔트로피 합금의 상온 인장 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 Fe-rich 중엔트로피 합금의 극저온 인장 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 CoCrFeMnNi에 알루미늄(Al)이 첨가되었을 때의 미세조직 사진을 나타낸 도면이다.
도 8은 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 X-선 회절분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 CoCrFeMnNi에 알루미늄(Al)이 첨가에 따른 BCC 상의 분율 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 인장 특성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금에서 알루미늄(Al)의 함량 변화에 따른 인장강도, 항복강도 및 연신율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 9 원자%의 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 X-선 회절분석 결과 및 소둔 온도 변화에 따른 BCC 상의 분율 변화를 나타낸 도면이다.
도 13은 9 원자%의 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 인장 특성을 나타낸 그래프 및 소둔 온도 변화에 따른 항복 강도 변화를 나타낸 도면이다.
도 14는 9 원자%의 알루미늄(Al)이 첨가된 CoCrFeMnNi 고엔트로피 합금의 미세조직 사진을 나타낸 도면이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다.
보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
합금 제조장치
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치는 도 1 및 도 2를 참조할 때, 레이저의 조사가 이루어지는 조사부, 복수로 구성되어 서로 다른 종류의 금속 분말이 각각 저장되며, 조사부에 의해 레이저가 조사되는 영역 주변으로 금속 분말을 공급하는 공급부 및 복수의 공급부로부터 공급되는 금속 분말의 공급량을 독립적으로 조절하는 제1제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치는 조사부를 수평 방향으로 이동시키는 구동부 및 조사부에 의해 레이저가 조사되는 영역 주변으로 보호 가스를 공급하는 분사부를 더 포함할 수 있다.
조사부에서는 레이저의 조사가 이루어진다. 한편, 공급부는 복수로 구성되어 서로 다른 종류의 금속 분말이 각각 저장된다. 구체적으로, 코발트(Co) 분말을 공급하는 제1공급부, 크롬(Cr) 분말을 공급하는 제2공급부, 철(Fe) 분말을 공급하는 제3공급부, 니켈(Ni) 분말을 공급하는 제4공급부, 망간(Mn) 분말을 공급하는 제5공급부 및 알루미늄(Al) 분말을 공급하는 제6공급부 중에서 네 개 이상을 포함할 수 있다.
상기한 공급부의 개수 및 공급부 내에 저장되는 금속 분말은 예시로서 표현한 것일 뿐, 상기한 기재에 한정되지는 않는다.
복수의 공급부는 조사부와 연결되어 각각 저장된 서로 다른 종류의 금속 분말을 레이저가 조사되는 영역 주변에 실시간으로 공급한다.
이에 따라 레이저의 조사와 함께 공급되는 여러 종류의 금속 분말에 의해 합금층이 형성될 수 있다. 금속 분말의 공급 즉시 레이저에 의해 용융되어 합금층이 한 층씩 적층될 수 있다.
제1제어부는 복수의 공급부와 연결되어 복수의 공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 독립적으로 각각 조절한다. 이를 통해 각각의 공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 변화시킴으로써 적층되는 합금층의 조성을 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치에 따르면 조사부 및 공급부를 이용한 LMD(Laser Metal Deposition) 공정으로 빠르고 다양한 크기의 시편 제작이 가능하다. 또한, 추가 가공 공정이 필요 없어 한 번의 공정으로 미세조직 관측용 또는 기계적 물성 평가용의 시편 및 완제품 제작이 가능하다.
CAD file로 디자인된 모델을 수 많은 영역으로 분할하고, 레이어로 프로세싱한 다음 본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치를 통해 복수의 합금층으로 적층함으로써 제품을 제조할 수 있다.
구동부는 조사부에 연결되어 조사부를 수평 방향으로 이동시킴으로써 일정 영역에 합금층의 제조가 가능하게 할 수 있다. 구동부는 공급부와 일체로 연결된 조사부를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
분사부는 레이저가 조사되는 영역 주변으로 보호 가스를 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 구현 형태로서, 조사부 및 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되, 제1제어부는 제1공급부 내지 제5공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 하나의 합금층을 적층할 때마다 합금층의 조성을 변화시킬 수 있다.
이를 통해, CoCrFeMnNi 또는 CoCrFeNi와 같은 고엔트로피 합금(HEA)의 제조가 가능할 수 있다.
또한, 한 가지 조성만을 가진 합금 분말을 이용하여 시편 또는 완제품을 제조하는 것이 아니라 실시간으로 제1제어부는 제1공급부 내지 제5공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 변화시켜 다양한 조성을 갖는 합금으로 형성된 시편 또는 완제품의 제조가 가능할 수 있다.
게다가 미세조직 관측용 또는 기계적 물성 평가용으로 시편을 제조할 경우, 한 번의 공정을 통해 조성에 따른 단상형 성능 및 상분율의 분석이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 다른 구현 형태로서, 조사부 및 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되, 제1제어부는 제1공급부 내지 제4공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 합금층 중 철(Fe)의 분율을 제어할 수 있다.
이를 통해, Fex(CoCrNi)100 -x와 같은 Fe-rich 중엔트로피 합금(MEA)의 제조가 가능할 수 있다. 도 3 내지 도 6을 참조할 때, 이와 같은 Fe-rich 중엔트로피 합금의 경우, 철(Fe) 함량에 따라 초기 미세조직 및 기계적 물성이 변화할 수 있고, 철(Fe) 함량 증가에 따라 적층 결함에너지가 변화하고, 변형 도중 변형 유기 상변태로 인해 강도, 연신율 및 가공 경화율과 같은 기계적 물성이 급격히 변화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치의 조사부 및 공급부를 이용한 LMD(Laser Metal Deposition) 공정 도중, 제1제어부를 통해 제1공급부 내지 제4공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 합금층에 대한 철(Fe) 분율을 제어할 수 있다. 이를 통해, 필요에 따라 고강도 및 고연성 부위가 형성된 제품의 제조가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 또 다른 구현 형태로서, 조사부 및 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되, 제1제어부는 제1공급부 내지 제6공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 합금층 중 알루미늄(Al)의 분율을 제어할 수 있다.
도 7 내지 도 11을 참조할 때, 대표적인 고엔트로피 합금인 CoCrFeMnNi에 알루미늄(Al)이 첨가될 경우, BCC 구조의 이차상이 석출될 수 있다. 알루미늄(Al)의 함량 증가에 따라 경한 BCC 상 분율이 증가하므로 강도는 더 증가하고, 연신율은 감소할 수 있다.
이에 따라 합금의 경량화 및 고강도화를 구현할 수 있고, 고온 안정성을 증가시킬 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치의 조사부 및 공급부를 이용한 LMD(Laser Metal Deposition) 공정 도중, 제1제어부를 통해 제1공급부 내지 제6공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 합금층에 대한 알루미늄(Al) 분율을 제어할 수 있다.
이를 통해, 제품의 부위별 상분율을 조절하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 이차상 분율에 따른 기지상 결정립 크기를 조절하여 최적의 구배(Gradient) 구조를 갖는 고엔트로피 합금의 제조가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치는 조사부로부터 조사되는 레이저의 출력 및 스캔 속도를 조절하는 제2제어부를 더 포함할 수 있다.
제2제어부는 레이저의 출력 및 스캔 속도를 제어하여 레이저가 조사되는 영역 주변으로 공급되는 금속 분말에 가해지는 입열량을 조절할 수 있다.
도 12 내지 도 14를 참조할 때, CoCrFeMnNi에 알루미늄(Al)이 9 원자% 함유된 고엔트로피 합금의 경우, 열처리 온도에 따라 상분율 및 기계적 물성이 변화할 수 있다.
즉, 열처리(고온에서의 온도 유지+급랭)에 따라 미세조직(결정립 크기+상분율)이 변화할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조장치의 조사부 및 공급부를 이용한 LMD(Laser Metal Deposition) 공정의 경우, 오농에 노출되었다가 빠르게 급랭되므로 열처리 조건과 흡사함을 알 수 있다.
따라서 동일한 조성으로 금속 분말이 공급되더라도 제2제어부를 통해 레이저의 출력 및 스캔 속도를 조절함으로써 다양한 기계적 물성을 가지며, 구배(Gradient) 구조가 형성된 고엔트로피 합금의 제조가 가능할 수 있다.
구체적으로, 제1제어부로부터 전달된 금속 분말의 공급량에 대한 정보를 통해 조사부로부터 조사되는 레이저 출력 및 스캔 속도를 제어하여 열처리 조건을 제어할 수 있다.
합금 제조방법
본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조방법은 레이저를 조사하는 단계 및 레이저가 조사되는 영역 주변으로 서로 다른 종류의 금속 분말을 독립적으로 각각 조절하여 공급하는 단계를 포함한다.
레이저를 조사하는 단계 및 금속 분말을 공급하는 단계는 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
구체적으로, 레이저를 조사하는 단계 및 금속 분말을 공급하는 단계를 한 세트로 복수회 실시하여 복수의 합금층을 적층하되, 서로 다른 종류의 금속 분말의 공급량을 독립적으로 각각 조절하여 하나의 합금층을 적층할 때마다 합금층의 조성을 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 서로 다른 종류의 금속 분말은, 코발트(Co) 분말, 크롬(Cr) 분말, 철(Fe) 분말, 니켈(Ni) 분말, 망간(Mn) 분말 및 알루미늄(Al) 분말 중에서 선택된 4종 이상을 포함할 수 있다.
중복된 기재를 피하고자 본 발명의 일 실시예에 의한 합금 제조방법에 대한 설명은 상기한 합금 제조장치에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (11)
- 레이저의 조사가 이루어지는 조사부;
복수로 구성되어 서로 다른 종류의 금속 분말이 각각 저장되며, 상기 조사부에 의해 레이저가 조사되는 영역 주변으로 상기 금속 분말을 공급하는 공급부; 및
상기 복수의 공급로부터 공급되는 금속 분말의 공급량을 독립적으로 조절하는 제1제어부;를 포함하는 합금 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 공급부는,
코발트(Co) 분말을 공급하는 제1공급부, 크롬(Cr) 분말을 공급하는 제2공급부, 철(Fe) 분말을 공급하는 제3공급부, 니켈(Ni) 분말을 공급하는 제4공급부, 망간(Mn) 분말을 공급하는 제5공급부 및 알루미늄(Al) 분말을 공급하는 제6공급부 중에서 네 개 이상을 포함하는 합금 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 조사부 및 상기 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되,
상기 제1제어부는,
상기 제1공급부 내지 제5공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 하나의 합금층을 적층할 때마다 상기 합금층의 조성을 변화시키는 합금 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 조사부 및 상기 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되,
상기 제1제어부는,
상기 제1공급부 내지 제4공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 상기 합금층 중 상기 철(Fe)의 분율을 제어하는 합금 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 조사부 및 상기 공급부를 통해 복수의 합금층을 적층하되,
상기 제1제어부는,
상기 제1공급부 내지 제6공급부로부터 제공되는 금속 분말의 공급량을 조절하여 상기 합금층 중 상기 알루미늄(Al)의 분율을 제어하는 합금 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 조사부로부터 조사되는 레이저의 출력 및 스캔 속도를 조절하는 제2제어부;를 더 포함하는 합금 제조장치. - 제6항에 있어서,
상기 제2제어부는,
상기 제1제어부로부터 전달된 금속 분말의 공급량에 대한 정보를 통해 상기 조사부로부터 조사되는 레이저 출력 및 스캔 속도를 제어하여 열처리 조건을 제어하는 합금 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 조사부를 수평 방향으로 이동시키는 구동부; 및
상기 조사부에 의해 레이저가 조사되는 영역 주변으로 보호 가스를 공급하는 분사부;를 더 포함하는 합금 제조방법. - 레이저를 조사하는 단계; 및
상기 레이저가 조사되는 영역 주변으로 서로 다른 종류의 금속 분말을 독립적으로 각각 조절하여 공급하는 단계;를 포함하는 합금 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 레이저를 조사하는 단계 및 상기 금속 분말을 공급하는 단계를 한 세트로 복수회 실시하여 복수의 합금층을 적층하되,
상기 서로 다른 종류의 금속 분말의 공급량을 독립적으로 각각 조절하여 하나의 합금층을 적층할 때마다 상기 합금층의 조성을 변화시키는 합금 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 서로 다른 종류의 금속 분말은,
코발트(Co) 분말, 크롬(Cr) 분말, 철(Fe) 분말, 니켈(Ni) 분말, 망간(Mn) 분말 및 알루미늄(Al) 분말 중에서 선택된 4종 이상을 포함하는 합금 제조방법.
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