플라스틱 사출 금형의 열 전도성을 향상시키기 위한 3D 다중 재료 420 스테인리스강-구리 부품: 레이저 파우더 베드 융합의 한 걸음 앞으로

초록 다기능 부품 제조에 대한 수요는 다양한 기능에 적응할 수 있는 다재다능한 부품에 대한 요구 증가로 인해 증가하고 있다. 3D 다중 재료 레이저 파우더 베드 융합은 복잡한 다기능 부품의 제작을 가능하게 하는 첨단 제조 도구이다. 본 연구에서는 이 기술을 활용하여 구리 열 흐름 채널이 있는 고강도 420 스테인리스강 합금의 다중 재료 부품을 한 번에 인쇄하였다. 이 솔루션은 플라스틱 사출 금형의 열 추출 능력을 최소한의 기계적 강도 손상으로 향상시키는 것을 목표로 한다. 가공 전략, 두 재료 간의 인터페이스 영역, 플라스틱 사출 성형 공정의 열 주기와 관련된 응력을 금속학적, 기계적 및 열적 관점에서 분석하고 논의하였다. 420 스테인리스강-구리 인터페이스는 잘 정의되고 날카롭게 나타났으며, 비축적 시료와 지속적인 열 주기에 노출된 시료 모두에서 유의미한 확산이 관찰되지 않았다. 4 vol.% 구리를 포함함으로써 다중 재료 샘플의 전기 저항이 ~ 22% 감소하여 (~ 31 µΩ cm) 420 스테인리스강-구리 샘플의 열 전도성(23.37 W/m K)은 420 스테인리스강 샘플의 열 전도성(15.30 W/m K)보다 훨씬 높았다. 금형 고유의 지속적인 가열 및 냉각 단계와 관련된 균열은 검출되지 않았지만, 미세구조의 변화와 그로 인한 경도 값의 변화는 관찰되었다.