InssTek

분말 공급의 정밀도는 투입되는 금속 분말 고유의 입도 분포, 구형도(Morphology), 유동도 등 물리적 특성에 직접적인 영향을 받습니다.
인스텍 시스템은 공정 진입 전 분말의 거동을 사전 검증하는 분말 프로파일링(Profiling) 단계와 가공 중 실시간으로 공급 오차를 계측하고 보정하는 실시간 피드백(real-time feedback) 기능을 결합하여 공정 전반에 걸쳐 안정적인 정밀도를 유지합니다.

가공에 들어가는 총 예상 분말 소모량을 소프트웨어 상에서 계산하여 분말 호퍼(Hopper) 내부 용량을 사전에 충분히 채워두어야 합니다.
또한 분말 분할 장치 검증(feeder/splitter validation) 절차를 수행하여 실제 노즐로 분사되는 유량과 설정값 사이의 오차를 사전 점검하는 것이 필수적입니다.
공정 중 분말 부족을 실시간으로 감지하는 감시 모니터링 기능의 세부 사양은 선택 장비 모델 및 옵션에 따라 다르게 적용되므로 사전 확인이 필요합니다.

PCM-Multi 피더 구성을 적용하면 상호 독립적으로 구동되는 분말 호퍼 채널을 최대 6개까지 확장할 수 있습니다.
각 채널의 토출 유량을 실시간으로 동시 제어함으로써 경사 기능 재료(FGM), 고엔트로피 합금(HEA), 실시간 합금화(In-situ alloying) 공정에서 요구되는 정밀한 소재 조성 구배를 구현하며, 장착 가능한 실제 호퍼 수는 장비의 기본 체급에 따라 결정됩니다.

각 소재별 호퍼와 헤드 노즐까지 연결되는 분말 공급 라인이 물리적으로 독립된 hopper 및 powder line으로 구성되어 교차 오염 가능성을 낮춥니다.
또한 소재를 전환하거나 가공을 마친 후 공급 라인 내부에 잔류하는 미세 분말을 고압으로 배출해 내는 전용 '분말 청소(Powder Cleaning) 모드'를 지원하여 공정 안정성과 소재 순도를 보장합니다.

인스텍의 가변 유량 직접 에너지 조사(LP-DED) 공정에는 안정적인 분말 흐름과 용융 반응을 위해 일반적으로 45~150μm 크기 범위를 가진 구형(Spherical) 금속 분말 사용을 권장합니다.
원활한 공정 구현을 위해서는 입도 외에도 표준 규격에 부합하는 흐름성(Flowability)이 확보되어야 하며, 보관 및 투입 시 철저한 온도·수분 제어 관리가 수반되어야 합니다.

InssTek LP-DED system은 기본적으로 금속 적층용으로 설계된 시스템입니다. 따라서 단일 순수 세라믹의 적층은 지원하지 않습니다.
다만, 특정 금속 기재(Metal matrix) 내에 세라믹 입자를 균일하게 분산 및 혼합하여 적층하는 금속 기질 복합재(MMC) 형태의 R&D 공정은 투입 소재의 열적 특성과 재료 특성에 따라 사전 타당성을 검토한 후 테스트 프린팅을 진행해 볼 수 있습니다.

데이터베이스에 없는 신규 소재를 적용할 때는 먼저 해당 금속 재료의 융점(Melting point), 레이저 흡수율, 급랭 환경에서의 열 변형/균열 민감도, 분말의 물리적 유동성을 다각도로 사전 분석합니다.
이후 기본 물성 확보를 위한 쿠폰 테스트 및 비드 단일선 적층 테스트(Bead-on-plate), 수직 벽면 적층 테스트(Wall test)를 순차적으로 거치며 레이저 출력, 빔 사이즈, 노즐 이동 속도, 분말 공급 속도, 레이저 적층 높이(Layer height) 데이터를 유기적으로 조정하여 최적의 전용 공정 파라미터를 수립합니다.
(※ 장비 도입 고객사에는 인스텍이 다년간 축적하여 신뢰성을 검증한 약 20여 종의 표준 금속 소재 공정 파라미터 데이터베이스가 기본 기본적으로 제공됩니다.)

고출력 화이버 레이저와 정밀 제어 하드웨어를 통해 우주항공 분야 등에서 널리 요구되는 C103(나이오븀 기반 합금)을 비롯한 고융점 합금, 초내열 합금 및 특수 복합재 가공 연구를 성공적으로 수행할 수 있습니다.
다만, 이 고융점/난가공성 소재들은 재료 고유의 성질에 따라 내부 균열 민감성이나 잔류 응력 제어가 대단히 까다로울 수 있으므로 공정 확립 전 사전 타당성 테스트(Feasibility test) 진행을 권장합니다.

Heating plate 옵션은 적층 가공이 일어나는 기판 부위의 온도를 일정 수준으로 예열 및 유지하여, 급격한 레이저 조사로 인해 발생하는 국부적인 열 구배(Thermal gradient)를 완화해 줍니다.
이는 금속이 응고되면서 내부에 축적되는 잔류 응력을 현저히 낮춰주므로 부품의 거시적 변형(Distortion)이나 균열 민감성 합금에서 발생하는 미세 크랙(Cracking) 위험을 억제하는 데 매우 효과적입니다.
균열에 취약한 고강도 특수 합금이나 난융성 금속 연구 시 필수적으로 검토되는 옵션입니다.

티타늄(Titanium) 합금과 같이 고온에서 산소와 격렬히 반응하는 활성/반응성 금속(Reactive metals) 가공 시에는 가스 정제 시스템(Purifier System)이 결합된 완전 밀폐형 아르곤 챔버 환경을 구성하여 공정을 진행합니다.
시스템 내부에 탑재된 센서가 산소(O2) 및 수분(H2O) 농도를 ppm 단위로 실시간 계측하며, 순환 정제 필터를 통해 티타늄 표준 가공 기준 챔버 내부 산소 농도를 50 ppm 이하의 극저산소 상태로 정밀하게 제어하여 산화 결함을 원천 방지합니다.