[3차원프린터의 금형 제조] 전자빔 적층조형에 의한 구조 부재의 창제
전자빔 적층조형법(EBM 적층조형법)은 3차원 CAD 데이터에 기초하는 전자빔(EB) 주사에 의해 금속 분말을 선택적으로 용융·응고시킨 층을 반복 적층시켜 3차원 구조체를 제작하는 새로운 네트셰이프 가공 기술로서 기대되고 있다. 레이저빔(LB) 적층조형법과 비교하여 EBM 적층조형법에서는 고출력의 EB를 고속으로 주사하는 것이 가능하기 때문에 보다 고속의 조형이 가능하다.
또한 LB에 비해 EB는 조사 깊이 방향으로 빔 폭을 거의 바꾸지 않고 침입하는 경향이 강하기 때문에 깔아서 메운 분말 바닥을 깊이 방향으로 효율적으로 용융시키는 것이 가능하고, 2,000℃를 넘는 고융점 재료도 고밀도로 조형할 수 있게 된다. 또한 고진공 중에 조형하기 때문에 산화 및 질화의 영향이 없고, 고품질 금속 제품의 조형에 적합하다.
여기서는 전자빔 적층조형 기술의 현상에 대해 설명하고, 실제 응용 예로서 생체용 Co-Cr-Mo 합금의 조형에 대해 다룬다. EBM 적층조형법으로 얻은 특징적인 금속 조직과 그 역학특성에 대해, EBM 적층조형 기술의 향후 전망에 대해 서술한다.
전자빔 적층조형장치는 현재 스웨덴의 아캄(Arcam)사가 제조하는 장치뿐이다. 여기서는 아캄사의 EBM 적층조형장치 ‘A2X’를 이용하여 실시한, 생체용 코발트 크롬합금의 조형을 예로 그 조형법에 대해 개설한다.
이글은 일본 일간공업신문사 형기술지에 실린 東北대학 금속재료연구소의 치바 아키히코가 저술한 내용이다.
