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직접 에너지 적층 공정에서 반사대칭 구조의 수리를 위한 스캔 방식 연구
이택(T. Lee),김동현(D. H. Kim),황슬기(S. G. Hwang),정미화(M. H. Jeong),오원정(W. J. Oh),김동현(D. H. Kim),김충수(C. S. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
DED (Direct Energy Deposition)는 금속분말을 고출력 레이저로 스프레이 방식을 통해 기판에 직접적으로 증착(Deposition)시키는 공정으로 기계적 결합(Mechanical Bond)보다 높은 결합력으로 인해 금속 재료의 수리 적층 공정으로써 활용되고 있다. 본 연구에서는 DED 를 활용하여 반사 대칭(Reflection Symmetry)구조를 가지는 3 차원 형상의 기판에 SUS316 을 적층하여 열변형 및 기공율을 최소화하는 최적의 스캔 방식을 찾고자 하였다. 스캔 방식은 In & Out, Out & In, 이 두가지를 혼합한 교차방법 (Out & In + In & Out)을 통해 수리 품질을 평가하였다. DED 적층 중 열 구배(Thermal Gradient) 및 열 이력(Thermal History)를 파악하기 위해 열전대 온도센서를 이용하여 적층 중 온도 거동을 분석하였다. 적층 후 3D 스캐너 및 고정밀 3D 단층 촬영 분석 장치(High 3D Tomograph Machine)를 통해 열변형(휨정도) 및 기공율을 측정하였고, Optical Microscope (OM), Scanning Electron Microscope (SEM), Electron Backscatter Diffraction (EBSD)를 통해 스캔 방식에 따른 온도거동이 미세조직(응고 조직, 결정립, 석출물)에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 교차방법(Out & In + In & Out)으로 적층했을 때 최적의 성질이 나타났으며 DED 적층 중 스캔방식에 따른 SUS316 의 열변형 및 기공율, 미세조직 관계를 통해 수리영역에 끼치는 주요 영향을 분석하였다.