전자빔 소결 방식(EBM)이란!?

안녕하세요~ 뽀니입니다!!!　오랜만에 포스팅하네요^^

오늘은 전자빔 소결 방식, EBM방식에 대해 알아보려고 하는데요, 이 방식은 저도 처음 들어보는 방식이라 오랜만에 공부하는 기분으로 포스팅하게 되네요!

자 그럼 지금부터 전자빔 소결 방식이란 무엇인지 알아볼까요??1!!

1. EBM이란?

Electron Beam Melting의 약자로 전자빔 소결 방식이라고 하는데요, SLS방식에서 파생된 기술로 레이저가 아닌 전자 빔을 사용해 금속 분말을 녹여 형상을 만드는 금속 3D프린터 기술 중 하나입니다.

 

전자빔 적층조형기술은 금속분말 베드를 선택적으로 용융, 응고 시킨 층을 반복 적층시켜 형상을 만드는 분말소결방식(PBF)과 합금와이어를 전자빔으로 용융시켜 기판 위에 용착 후 형상을 만드는 방식(DED)이 있는데 전자는 고정밀 적층 조형 기술로 항공기 부품이나 인공관절 등 의료용 제품에 사용되고 있으며 현재 EBM방식은 스웨덴 제품이 유일한데 시스템구성이 복잡하고, 출력 전에는 미리 예열해야 한다는 특징이 있습니다.

2. 원리

금속 분말의 얇은 층을 전자빔을 이용해 선택적으로 용융하는 방식으로 선택적 레이저 용융방식과 유사하지만 레이저와 달리 전자빔을 하용하는 것이 특징인데요, 노즐을 통해 금속 분말이 압출되면 분말이 각 층에서 전자 빔에 의해 녹여지며 형상을 만드는데 이런 과정을 반복하며 완성합니다.

3. 특징

EBM방식의 제일 큰 특징은 레이저 대신 전자 빔을 사용한다는 것입니다. 그리고 다양한 합금을 성형할 수 있다는 것!

주로 티타늄과 크롬합금을 사용하는데 전자빔으로 용해하여 제작하는 방식입니다.

 

<장점>

① 밀도가 높은 정밀한 부품 제작이 가능하다.

② 강도가 우수하다.

③ 전자 빔을 이용해 고밀도 표준 금속들과 우수한 기계적 특성을 가진 표준 금속 부품 제작이 가능하다.

④ 레이저 사용방식에 비해지지 구조체와 열 응력이 적은 제품을 생산할 수 있다.

⑤ 제작 속도가 우수하다.

 

<단점>

① 출력물의 표면이 거칠어 후가공이 필요하다.

② 장비가 비싸다.

③ 진공상태를 유지해야 되기 때문에 출력 상황에 매우 민감하다.

④ 표면 마감 품질이 떨어진다.

 

4. EBM과 LBM의 차이

EBM은 전자빔 소결 방식이고, LBM은 레이저 적층 조형 방식인데 각각 다른 특징을 가지고 있습니다.

열원은 LBM방식이 높고, 조형 속도와 스캔속도는 EBM이 매우 빠른 편입니다.

 

지금까지 전자빔 소결 방식, EBM에 대해 알아보았는데요, 이 방식은 금속 3D프린터 기술 중 하나입니다.

3D프린터에는 세라믹, 섬유, 고무, 플라스틱, 금속 등 다양한 소재를 사용할 수 있지만 이 소재 중 직접적으로 활용되고 있는 것은 플라스틱과 금속입니다.

시제품, 맞춤형 제품 등 제작 시 많이 활용하는 방식인데요, 향후 기술 발달을 봤을 때 금속3D프린터 시장이 계속해서 발전한다면 그 어떤 소재보다 활용성이 뛰어날 것으로 예상됩니다.