KR102321875B1 - Metalic material for 3d printing and 3d printing method using the same - Google Patents

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박형상
정성준
김재웅
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(주)아이작리서치
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Abstract

A metallic material for 3D printing in accordance with an embodiment of the present invention comprises multiple metal particles, and the metal particles include a core portion including a first metal and a shell portion surrounding the core portion and including a second metal. When the metal particles are heated at a third temperature lower than a first melting point, which is the melting temperature of the first metal, and a second melting point, which is the melting temperature of the second metal, part of the first metal diffuses into the shell portion at a boundary between the core portion and the shell portion at the third temperature such that a eutectic alloy consisting of the first metal and the second metal is formed in the shell portion. When the multiple metal particles are heated to a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy, the shell portions that are included in the multiple adjacent metal particles and in contact with each other are melted, bonded to each other, and stacked to enable 3D printing at lower temperatures.

Description

3D 프린팅용 금속소재 및 이를 이용한 3D 프린팅 방법{METALIC MATERIAL FOR 3D PRINTING AND 3D PRINTING METHOD USING THE SAME}Metal material for 3D printing and 3D printing method using the same

본 발명은 3D 프린팅용 금속소재 및 그러한 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal material for 3D printing and a 3D printing method using such a metal material.

3D프린팅은 분말, 액체, 고체 형태의 소재를 3D프린터를 통해 분사 및 적층하여 3차원 형태의 입체물을 제작하는 기술이다. 이를 통하여, 구현하고자 하는 물체를 3차원 디지털 도면을 통해 가상의 물체로 디지털화한 후, 매우 얇은 단면(약 0.015~0.10mm)을 한 층씩 형상을 쌓아 결과물을 만들어 내게 된다. 이러한 이유로 3D 프린팅은 적층제조(Additive Manufacturing, AM)라고 불리기도 한다.3D printing is a technology that produces three-dimensional objects by spraying and laminating powder, liquid, and solid materials through a 3D printer. Through this, the object to be implemented is digitized into a virtual object through a three-dimensional digital drawing, and then a very thin section (about 0.015 to 0.10 mm) is stacked layer by layer to create a result. For this reason, 3D printing is also called additive manufacturing (AM).

3D 프린팅의 장점은 일반 제조공정에서 복잡한 과정을 거쳐야 생산이 가능한 모형이나 내부에 공간이 있는 구조 등의 제품을 한 번에 생산 가능하다는 것이다. 또한 도면을 그리지 않고, 3D 스캐너를 이용하거나 사진 촬영을 통해 획득한 이미지를 토대로 기계적인 방법을 이용하여 3D 도면을 만든 후 별도의 가공 없이 곧바로 3D 프린팅을 할 수 있다. 이미 산업계에서는 3D 프린터를 제조 과정에서 일부 활용하고 있으며, 최근에는 3D 프린팅의 맞춤형 다품종 소량 생산 과정을 적용하여 다양한 상품을 생산하여 판매하는 등, 3D 프린팅과 관련된 새로운 시장에 대한 기대 및 요구가 커지는 상황이다.The advantage of 3D printing is that it is possible to produce products such as models or structures with internal spaces that can be produced only through complex processes in the general manufacturing process at once. Also, without drawing a drawing, 3D printing can be performed immediately without additional processing after making a 3D drawing using a 3D scanner or using a mechanical method based on an image obtained through photography. The industry is already partially using 3D printers in the manufacturing process, and recently, the expectations and demands for a new market related to 3D printing are growing, such as producing and selling various products by applying the customized, multi-product, small-volume production process of 3D printing. am.

3D 프린팅을 위해 플라스틱 등 고분자 소재는 물론 금속 소재에 대해서도 최근 개발이 진행되고 있고, 이를 위하여, 다양한 시장에 적용 가능한 3D 프린팅용 고강도, 저융점 금속분말 소재에 대한 요구가 증가하고 있다.For 3D printing, metal materials as well as polymer materials such as plastics are being developed recently.

관련 선행기술로는, 대한민국특허 공개번호 10-2015-0098142호(발명의 명칭: 금속분말이 함유된 FDM 방식의 3D 프린터용 복합필라멘트 조성물) 등이 있다. As a related prior art, there is Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0098142 (Title of the invention: composite filament composition for 3D printer of FDM method containing metal powder).

본 발명의 실시예는 공융합금의 저융점 특성을 이용하여 3D 프린팅 용융온도를 낮춤으로써 플라스틱 소재와 함께 용융 적층될 수 있고, 고강도의 성형물을 제조할 수 있는 3D 프린팅용 금속소재 및 그러한 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법을 제공한다. An embodiment of the present invention is a metal material for 3D printing that can be melt laminated with a plastic material by lowering the 3D printing melting temperature by using the low melting point characteristic of the eutectic alloy, and can produce a high-strength molding, and such a metal material A 3D printing method is provided.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따른 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법에서 상기 금속소재는 복수의 금속입자를 포함하고, 상기 복수의 금속입자는 제1금속을 포함하는 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸며 제2금속을 포함하는 쉘부를 포함하고, 상기 복수의 금속입자를 혼합하는 단계; 제1금속의 용융온도인 제1융점과 제2금속의 용융온도인 제2융점보다 낮은 온도인 제3온도에서 상기 복수의 금속입자를 가열하는 단계; 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 코어부의 제1금속 일부를 상기 쉘부로 확산시키는 단계; 상기 쉘부로 확산된 제1금속과 상기 쉘부에 포함된 제2금속으로 이루어진 공융합금을 상기 쉘부에 형성하는 단계; 상기 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도에서 상기 복수의 금속입자를 가열하여 상기 쉘부에 형성된 상기 공융합금을 용융시키는 단계; 및 인접한 상기 복수의 금속입자들에 포함되어 서로 맞닿아 있는 상기 쉘부들에 포함된 용융된 상기 공융합금을 서로 결합시켜 성형물로 적층하는 단계;를 포함한다.In the 3D printing method using a metal material according to an embodiment of the present invention, the metal material includes a plurality of metal particles, and the plurality of metal particles includes a core portion including a first metal and a second metal surrounding the core portion. including a shell part comprising a, and mixing the plurality of metal particles; heating the plurality of metal particles at a third temperature that is lower than the first melting point, which is the melting temperature of the first metal, and the second melting point, which is the melting temperature of the second metal; diffusing a portion of the first metal of the core part into the shell part at a boundary between the core part and the shell part; forming a eutectic alloy comprising a first metal diffused into the shell portion and a second metal included in the shell portion on the shell portion; melting the eutectic alloy formed in the shell part by heating the plurality of metal particles at a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy; and bonding the molten eutectic alloy included in the shell parts in contact with each other included in the plurality of adjacent metal particles to each other to laminate the molded product.

본 발명의 실시예에 따른 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법은 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 코어부의 제1금속 일부를 상기 쉘부로 확산시키고, 상기 쉘부의 제2금속 일부를 상기 코어부로 확산시키는 단계; 상기 쉘부로 확산된 제1금속과 상기 쉘부에 포함된 제2금속으로 이루어진 공융합금을 상기 쉘부에 형성하고, 상기 코어부로 확산된 제2금속과 상기 코어부에 포함된 제1금속으로 이루어진 공융합금을 상기 코어부에 형성하는 단계; 상기 쉘부 및 상기 코어부에 각각 형성된 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도에서 상기 복수의 금속입자를 가열하여 상기 쉘부에 형성된 공융합금 및 상기 코어부에 형성된 공융합금을 용융시키는 단계; 및 인접한 상기 복수의 금속입자들의 상기 쉘부에 포함되어 용융된 공융합금 및 상기 코어부에 포함되어 용융된 공융합금을 서로 결합시켜 성형물로 적층하는 단계;를 포함할 수 있다.In the 3D printing method using a metal material according to an embodiment of the present invention, a part of the first metal of the core part is diffused into the shell part at the boundary between the core part and the shell part, and a part of the second metal part of the shell part is diffused into the core part. making; A eutectic alloy consisting of a first metal diffused into the shell portion and a second metal included in the shell portion is formed in the shell portion, and a eutectic alloy consisting of the second metal diffused into the core portion and the first metal included in the core portion. forming in the core part; melting the eutectic alloy formed in the shell part and the eutectic alloy formed in the core part by heating the plurality of metal particles at a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy formed in the shell part and the core part, respectively; and bonding the molten eutectic alloy included in the shell part of the plurality of adjacent metal particles and the molten eutectic alloy included in the core part to each other to laminate the molded product.

본 발명의 실시예에 따른 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법에서 상기 복수의 금속입자는 파우더(powder), 과립(pellet 또는 granular) 또는 필라멘트(filament) 형상의 금속입자를 포함할 수 있다.In the 3D printing method using a metal material according to an embodiment of the present invention, the plurality of metal particles may include metal particles in the form of powder, pellet or granular, or filament.

본 발명의 실시예에 따른 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법에서 상기 쉘부의 두께는 5㎚ 내지 500㎛일 수 있다.In the 3D printing method using a metal material according to an embodiment of the present invention, the thickness of the shell part may be 5 nm to 500 μm.

본 발명의 실시예에 따른 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법에서 상기 공융합금은 AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn, AuNiSn, BeSr, BiGa, BiIn, BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSr, MgYb, MgZn, NaSn, PbSn, PbSr, PbTe, PbPdSn, SnZn 또는 SrZn 일 수 있다.In the 3D printing method using a metal material according to an embodiment of the present invention, the eutectic alloy is AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb , AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuNSiIn, AuPn, AuNSiIn, AuInS , BeSr, BiGa, BiIn, BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, Cu , CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSn , PbSn, PbSr, PbTe, PbPdSn, SnZn or SrZn.

본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재는 복수의 금속입자를 포함하고, 상기 금속입자는 제1금속을 포함하는 코어부; 및 상기 코어부를 둘러싸며 제2금속을 포함하는 쉘부;를 포함하고, 상기 복수의 금속입자는 제1금속의 용융온도인 제1융점과 제2금속의 용융온도인 제2융점보다 낮은 제3온도에서 가열될 시, 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 코어부의 제1금속 일부가 상기 쉘부로 확산되어 제1금속 및 제2금속으로 이루어진 공융합금이 상기 쉘부에서 형성되고, 상기 복수의 금속입자는 상기 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도로 가열될 시, 인접한 상기 복수의 금속입자들에 포함되어 서로 맞닿아 있는 상기 쉘부들이 용융되어 서로 결합될 수 있다.A metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention includes a core portion including a plurality of metal particles, wherein the metal particles include a first metal; and a shell part surrounding the core part and including a second metal, wherein the plurality of metal particles have a third temperature lower than a first melting point that is a melting temperature of the first metal and a second melting point that is a melting temperature of the second metal. When heated in , a portion of the first metal of the core portion is diffused into the shell portion at the boundary between the core portion and the shell portion to form a eutectic alloy consisting of the first metal and the second metal in the shell portion, and the plurality of metal particles When heated to a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy, the shell parts included in the plurality of adjacent metal particles in contact with each other may be melted and combined with each other.

본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재는 상기 제3온도에서 가열될 시, 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 쉘부의 제2금속 일부가 상기 코어부로 확산되어 제1금속 및 제2금속으로 이루어진 공융합금이 상기 코어부에서 형성되고, 제4온도는 상기 쉘부에 형성된 공융합금 및 상기 코어부에 형성된 공융합금의 공융점보다 높고, 제4온도로 가열될 시, 인접한 상기 복수의 금속입자의 쉘부 및 코어부에 형성된 공융합금들이 용융되어 서로 결합될 수 있다.When the metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention is heated at the third temperature, a portion of the second metal of the shell part is diffused into the core part at the boundary between the core part and the shell part, so that the first metal and the second A eutectic alloy made of a metal is formed in the core part, and a fourth temperature is higher than the eutectic point of the eutectic alloy formed in the shell part and the eutectic alloy formed in the core part, and when heated to a fourth temperature, the plurality of adjacent metals The eutectic alloys formed in the shell part and the core part of the particle may be melted and bonded to each other.

본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재에서 상기 복수의 금속입자는 파우더(powder), 과립(pellet 또는 granular) 또는 필라멘트(filament) 형상의 금속입자를 포함할 수 있다.In the metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention, the plurality of metal particles may include metal particles in the form of powder, pellet or granular, or filament.

본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재에서 상기 쉘부의 두께는 5㎚ 내지 500㎛ 일 수 있다.In the metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention, the thickness of the shell part may be 5 nm to 500 μm.

본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재에서 상기 공융합금은 AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn, AuNiSn, BeSr, BiGa, BiIn, BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSr, MgYb, MgZn, NaSn, PbSn, PbSr, PbTe, PbPdSn, SnZn 또는 SrZn 일 수 있다.In the metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention, the eutectic alloy is AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn , AgNiSn, AgPbSb, AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuBiSn, AuNSi, , BiGa, BiIn, BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuN , CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSn NaSn, MgYb , PbSr, PbTe, PbPdSn, SnZn or SrZn.

본 발명의 실시예에 따르면, 공융 금속소재의 공융점을 이용하여 낮은 온도에서 성형물을 용융 적층시킬 수 있고, 플라스틱과 함께 사용할 수도 있어 공정을 단순화하면서도 고강도의 성형물을 제조할 수 있도록 한다.According to an embodiment of the present invention, the molding can be melt-laminated at a low temperature by using the eutectic melting point of the eutectic metal material, and it can be used with plastic, thereby simplifying the process and manufacturing the high-strength molding.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제1금속 및 제2금속을 포함하는 공융합금의 상태도를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재를 이용하여 성형물을 적층할 때의 상태 및 구조 변화를 도시한 도면이다.
도 6및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 방법의 각 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a view schematically showing an example of a metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state diagram of a eutectic alloy including a first metal and a second metal.
3 to 5 are views showing changes in the state and structure when laminating a molding using a metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are flowcharts for explaining each step of the 3D printing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and/or features of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an example of a metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재는 복수의 금속입자를 포함한다. 도 1은 서로 접해 있는 2개의 금속입자의 일예를 도시한 도면이고, 하나의 금속입자에는 2개 이상의 다른 금속입자가 접할 수 있다. 금속입자는 중심의 코어부(11) 및 코어부(11)를 둘러싸는 쉘부(13)를 포함할 수 있다. 쉘부(13)는 코어부(11)를 중심으로 하여 진공증착법 또는 습식증착법을 통해 형성될 수 있다. 진공증착법은 원자층증착법(ALD), 화학적증착법(CVD) 또는 물리적증착법(PVD) 중 어느 하나의 방법으로 선택될 수 있다. 습식증착법은 분사(spray), 담금(dipping) 또는 퍼들(puddle) 중 어느 하나의 방법으로 선택될 수 있다.The metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention includes a plurality of metal particles. 1 is a view showing an example of two metal particles in contact with each other, one metal particle may be in contact with two or more different metal particles. The metal particles may include a central core portion 11 and a shell portion 13 surrounding the core portion 11 . The shell part 13 may be formed through a vacuum deposition method or a wet deposition method with the core part 11 as a center. The vacuum deposition method may be selected as any one of atomic layer deposition (ALD), chemical deposition (CVD), or physical deposition (PVD). The wet deposition method may be selected as any one of spray, dipping, or puddle.

코어부(11)는 제1금속을 포함할 수 있고, 쉘부(13)는 제2금속을 포함할 수 있으며, 제1금속 및 제2금속은 공융합금(eutectic alloy)을 형성할 수 있는 관계에 있다. 제1금속 및 제2금속은 각각 단일 원소를 포함할 수도 있고, 2개 이상의 원소를 포함할 수 있다. 제1금속 및 제2금속으로 형성되는 공융합금은 AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn, AuNiSn, BeSr, BiGa, BiIn, BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSr, MgYb, MgZn, NaSn, PbSn, PbSr, PbTe, PbPdSn, SnZn 또는 SrZn 일 수 있다.The core part 11 may include a first metal, and the shell part 13 may include a second metal, and the first metal and the second metal are in a relationship capable of forming a eutectic alloy. have. Each of the first metal and the second metal may include a single element or may include two or more elements. The eutectic alloy formed of the first metal and the second metal is AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgPbSb , AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn , BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr , CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSn, MgSr, PbSn, MgYb, PbZnTe, NaSn, MgTb , PbPdSn, SnZn or SrZn.

도 1은 구형의 금속입자를 예로 들어 도시하였으나 이에 한정되지 않고, 파우더(powder), 과립(pellet 또는 granular) 또는 필라멘트(filament) 형상으로 형성될 수 있다. 금속입자의 크기는 5㎚ 내지 1㎜일 수 있다. 쉘부(13)의 두께는 5㎚ 내지 500㎛일 수 있다.1 illustrates a spherical metal particle as an example, but is not limited thereto, and may be formed in the form of powder, granular (pellet or granular) or filament. The size of the metal particles may be 5 nm to 1 mm. The thickness of the shell part 13 may be 5 nm to 500 μm.

도 2는 제1금속 및 제2금속을 포함하는 공융합금(eutectic alloy)의 상태도를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a state diagram of an eutectic alloy including a first metal and a second metal.

도 2를 참조하면, 비스무트(Bi) 및 주석(Sn) 공융합금에서, 비스무트(Bi)에 주석(Sn)의 몰비율이 증가하면서 보이는 온도에 따른 상태 정보를 알 수 있다. 순수한 비스무트(Bi)의 녹는점(melting point)은 545K 정도이며, 순수한 주석(Sn)의 녹는점은 505K 정도임을 알 수 있다. 또한, 주석(Sn)의 몰비율이 약 0.61일 때 녹는점 즉 융점은 411K 정도임을 알 수 있다. 도 2에 따른 상태도를 참조하면, 순수한 비스무트(Bi) 또는 순수한 주석(Sn)의 녹는점 대비 이들 공융합금의 녹는점 즉 공융점은 보다 더 낮음을 알 수 있다. 비스무트(Bi) 및 주석(Sn) 공융합금의 녹는점은 순수 비스무트(Bi)의 녹는점 대비 약 75% 수준이고, 순수 주석(Sn)의 녹는점 대비 약 81% 수준임을 알 수 있다. 즉, 순수한 단일 금속으로 성형할 때 필요한 가열 온도보다도 낮은 온도로 가열을 함으로써 공융합금의 융점에 도달할 수 있기 때문에 보다 용이하고 경제적인 성형이 가능할 수 있다.Referring to FIG. 2 , in the bismuth (Bi) and tin (Sn) eutectic alloy, state information according to temperature can be seen as the molar ratio of tin (Sn) to bismuth (Bi) increases. It can be seen that the melting point of pure bismuth (Bi) is about 545K, and the melting point of pure tin (Sn) is about 505K. In addition, it can be seen that when the molar ratio of tin (Sn) is about 0.61, the melting point, that is, the melting point is about 411K. Referring to the phase diagram according to FIG. 2 , it can be seen that the melting point, ie, the eutectic point, of these eutectic alloys is lower than that of pure bismuth (Bi) or pure tin (Sn). It can be seen that the melting point of the bismuth (Bi) and tin (Sn) eutectic alloy is about 75% of the melting point of pure bismuth (Bi), and about 81% of the melting point of pure tin (Sn). That is, since the melting point of the eutectic alloy can be reached by heating at a temperature lower than the heating temperature required for molding with a pure single metal, easier and more economical molding may be possible.

도 3 내지 도5는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅용 금속소재를 이용하여 성형물을 적층할 때의 상태 및 구조 변화를 도시한 도면이다.3 to 5 are views showing changes in the state and structure when laminating a molding using a metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 금속소재를 구성하는 금속입자는 코어부(11)에 포함된 제1금속의 용융온도인 제1융점과 쉘부(13)에 포함된 제2금속의 용융온도인 제2융점보다 낮은 제3온도에서 가열될 시, 코어부(11)와 쉘부(13)의 경계에서 코어부(11)에 포함된 제1금속 일부가 쉘부(13)로 확산될 수 있다. 확산된 제1금속은 쉘부(13)에 포함된 제2금속과 공융합금을 형성할 수 있다. 제3온도는 일정한 온도일 수도 있지만 이에 한정되지 않고, 제1금속의 확산을 유발할 수 있다면 제1융점 및 제2융점보다 낮은 범위에서 가변적인 온도일 수도 있다. 제3온도로 가열하는 시간을 조절함으로써 제1금속의 일부가 쉘부(13)로 확산되어 나가는 양을 조절할 수 있으며, 확산된 제1금속 및 제2금속의 몰비율에 따라 도 2에서 살펴본 바와 같이 공융합금의 공융점이 결정된다.Referring to FIG. 3 , the metal particles constituting the metal material have a first melting point that is a melting temperature of the first metal included in the core part 11 and a second melting point that is a melting temperature of the second metal included in the shell part 13 . When heated at a lower third temperature, a portion of the first metal included in the core part 11 may diffuse into the shell part 13 at the boundary between the core part 11 and the shell part 13 . The diffused first metal may form a eutectic alloy with the second metal included in the shell part 13 . The third temperature may be a constant temperature, but is not limited thereto, and may be a variable temperature in a range lower than the first melting point and the second melting point if it can cause diffusion of the first metal. By controlling the heating time to the third temperature, the amount of diffusion of a part of the first metal into the shell part 13 can be controlled, and as shown in FIG. 2 according to the molar ratio of the diffused first metal and the second metal. The eutectic melting point of the eutectic alloy is determined.

도 4를 참조하면, 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도로 금속입자를 가열 시, 인접한 금속입자들에 포함되어 서로 맞닿아 있는 쉘부들이 용융되면서 서로 결합될 수 있다. 제4온도는 일정한 온도일 수 있지만 이에 한정되지 않고, 쉘부(13)에 형성된 공융합금의 용융을 유발할 수 있다면 공융점보다 높은 범위에서 가변적인 온도일 수도 있다. 제4온도로 가열하는 시간을 조절함으로써 인접한 금속입자들의 쉘부들이 결합하는 정도를 조절할 수 있다. 인접한 금속입자들의 쉘부들이 용융 및 결합한 이후 냉각과정을 통해 금속 기반의 고강도 성형물의 적층이 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 4 , when the metal particles are heated to a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy, the shell parts included in the adjacent metal particles and in contact with each other are melted and combined with each other. The fourth temperature may be a constant temperature, but is not limited thereto, and may be a variable temperature in a range higher than the eutectic melting point if it can cause the melting of the eutectic alloy formed in the shell part 13 . By adjusting the heating time to the fourth temperature, it is possible to control the degree of bonding of the shell parts of adjacent metal particles. After the shell parts of adjacent metal particles are melted and combined, the metal-based high-strength molding may be laminated through a cooling process.

도 5를 참조하면, 제3온도에서 가열 시 코어부(11)와 쉘부(13)의 경계에서 쉘부(13)에 포함된 제2금속 일부가 코어부(11)로 확산될 수 있다. 확산된 제2금속은 코어부(11)에 포함된 제1금속과 공융합금을 형성할 수 있다. 제3온도로 가열하여 형성된 코어부(11)에 형성된 공융합금과 쉘부(13)에 형성된 공융합금은 제1금속 및 제2금속의 몰비율이 서로 상이할 수 있지만 제3온도 범위 및 가열시간을 조절하여 동일한 몰비율이 될 수 있도록 조절할 수도 있다. 코어부(11) 및 쉘부(13)에 각각 형성된 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도로 복수의 금속입자를 가열하여 코어부(11) 및 쉘부(13)에 각각 형성된 공융합금을 용융시킬 수 있다. 코어부(11) 및 쉘부(13)에 용융된 공융합금을 포함하는 인접한 금속입자들은 표면에너지를 최소화하기 위해 서로 결합될 수 있다. 제4온도 범위의 조절 및 가열시간을 조절하여 코어부(11) 및 쉘부(13)의 공융합금을 용융시키는 정도 및 이들의 결합 정도를 조절할 수 있다. 인접한 금속입자들의 코어부 및 쉘부들이 용융 및 결합한 이후 냉각과정을 통해 금속 기반의 고강도 성형물의 적층이 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 5 , a portion of the second metal included in the shell part 13 may diffuse into the core part 11 at the boundary between the core part 11 and the shell part 13 when heated at the third temperature. The diffused second metal may form a eutectic alloy with the first metal included in the core part 11 . The molar ratio of the first metal and the second metal may be different between the eutectic alloy formed in the core part 11 formed by heating to a third temperature and the eutectic alloy formed in the shell part 13, but the third temperature range and heating time may be different. It can also be adjusted so that the molar ratio can be the same by adjusting. By heating the plurality of metal particles to a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy formed in the core part 11 and the shell part 13, respectively, the eutectic alloy formed in the core part 11 and the shell part 13 can be melted. have. The adjacent metal particles including the molten eutectic alloy in the core part 11 and the shell part 13 may be bonded to each other in order to minimize surface energy. By adjusting the fourth temperature range and controlling the heating time, the degree of melting the eutectic alloy of the core part 11 and the shell part 13 and the degree of bonding thereof can be controlled. After the core and shell parts of adjacent metal particles are melted and combined, the metal-based high-strength molding may be laminated through a cooling process.

제3온도 및 제4온도의 가열은 레이저를 이용한 용융 및 소결법(Selective laser sintering)을 이용할 수 있으나 이에 한정되지 않고, FDM(Fused Deposition Modeling) 방식, ME(material extrusion)법, MJ(material jetting)법, 고에너지 직접조사 방식(direct energy deposition, DED), 분말적층용융 방식(power bed fusion, PBF), 폴리젯 방식(polyjet) 또는 hot-melt 방식을 이용할 수도 있다.The heating of the third temperature and the fourth temperature may use a laser melting and sintering method (Selective laser sintering), but is not limited thereto, and the FDM (Fused Deposition Modeling) method, ME (material extrusion) method, MJ (material jetting) method may be used. method, direct energy deposition (DED), power bed fusion (PBF), polyjet or hot-melt method may be used.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 방법의 각 단계를 설명하기 위한 순서도이다.6 and 7 are flowcharts for explaining each step of the 3D printing method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 위해 금속소재를 마련하기 위해 복수의 금속입자를 혼합한다(S1). 금속입자는 제1금속을 포함하는 코어부 및 코어부를 둘러싸며 제2금속을 포함하는 쉘부를 포함한다. 혼합된 복수의 금속입자를 제1금속의 용융온도인 제1융점과 제2금속의 용융온도인 제2융점보다 낮은 제3온도에서 가열한다(S2). 제3온도로 가열하여 코어부와 쉘부의 경계에서 코어부의 제1금속 일부를 쉘부로 확산시킨다(S3). 쉘부로 확산된 제1금속과 쉘부에 포함된 제2금속으로 이루어진 공융합금을 쉘부에 형성한다(S4). 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도에서 복수의 금속입자를 가열하여 쉘부에 형성된 공융합금을 용융시킨다(S5). 인접한 복수의 금속입자들에 포함되어 서로 맞닿아 있는 쉘부들에 포함된 용융된 공융합금을 서로 결합시켜 성형물로 적층시킨다(S6). 적층된 성형물을 냉각을 통해 최종 제품으로 완성시킨다.Referring to FIG. 6 , a plurality of metal particles are mixed to prepare a metal material for 3D printing according to an embodiment of the present invention (S1). The metal particles include a core portion including a first metal and a shell portion surrounding the core portion and including a second metal. The plurality of mixed metal particles are heated at a third temperature lower than the first melting point, which is the melting temperature of the first metal, and the second melting point, which is the melting temperature of the second metal (S2). By heating to a third temperature, a portion of the first metal of the core part is diffused into the shell part at the boundary between the core part and the shell part (S3). A eutectic alloy composed of the first metal diffused into the shell portion and the second metal included in the shell portion is formed on the shell portion (S4). The eutectic alloy formed in the shell is melted by heating the plurality of metal particles at a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy (S5). The molten eutectic alloy included in the shell parts in contact with each other included in a plurality of adjacent metal particles is combined with each other and laminated into a molded product (S6). The laminated molding is cooled to complete the final product.

도 7을 참조하면, 도 6에 따른 S3 단계 내지 S6 단계 각각은, 코어부와 쉘부의 경계에서 코어부의 제1금속 일부를 쉘부로 확산시키고, 쉘부의 제2금속 일부를 코어부로 확산시키는 단계(S3), 쉘부로 확산된 제1금속과 쉘부에 포함된 제2금속으로 이루어진 공융합금을 쉘부에 형성하고, 코어부로 확산된 제2금속과 코어부에 포함된 제1금속으로 이루어진 공융합금을 코어부에 형성하는 단계(S4), 쉘부 및 코어부에 각각 형성된 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도에서 복수의 금속입자를 가열하여 쉘부에 형성된 공융합금 및 코어부에 형성된 공융합금을 용융시키는 단계(S5) 및 인접한 복수의 금속입자들의 쉘부에 포함되어 용융된 공융합금 및 코어부에 포함되어 용융된 공융합금을 서로 결합시켜 성형물로 적층하는 단계(S6)일 수 있다.Referring to FIG. 7 , each of steps S3 to S6 according to FIG. 6 is a step of diffusing a part of the first metal of the core part into the shell part at the boundary between the core part and the shell part, and diffusing a part of the second metal part of the shell part into the core part ( S3), forming an eutectic alloy consisting of a first metal diffused into the shell portion and a second metal included in the shell portion on the shell portion, and forming a eutectic alloy consisting of the second metal diffusion into the core portion and the first metal included in the core portion as a core Forming in the part (S4), heating a plurality of metal particles at a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy formed in the shell part and the core part, respectively, melting the eutectic alloy formed in the shell part and the eutectic alloy formed in the core part (S5) and a step (S6) of laminating a molded product by bonding the molten eutectic alloy included in the shell part of the adjacent plurality of metal particles and the molten eutectic alloy included in the core part to each other.

이외에 구체적인 설명은 상기 3D 프린팅용 금속소재에 대한 실시예에 설명한 내용과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.In addition, the detailed description is the same as that described in the embodiment of the metal material for 3D printing, and thus a redundant description will be omitted.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although specific embodiments according to the present invention have been described so far, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the limited examples and drawings, the present invention is not limited to the above examples, which are various modifications and Transformation is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims described below, and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the spirit of the present invention.

11: 코어부
13: 쉘부
15: 공융합금11: core
13: shell part
15: eutectic alloy

Claims (10)

금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법에 있어서,
상기 금속소재는 복수의 금속입자를 포함하고, 상기 복수의 금속입자는 제1금속을 포함하는 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸며 제2금속을 포함하는 쉘부를 포함하고,
i) 상기 복수의 금속입자를 혼합하는 단계;
ii) 제1금속의 용융온도인 제1융점과 제2금속의 용융온도인 제2융점보다 낮은 온도인 제3온도에서 상기 복수의 금속입자를 가열하는 단계;
iii) 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 코어부의 제1금속 일부를 상기 쉘부로 확산시키는 단계;
iv) 상기 쉘부로 확산된 제1금속과 상기 쉘부에 포함된 제2금속으로 이루어진 공융합금(eutectic alloy)을 상기 쉘부에 형성하는 단계;
v) 상기 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도에서 상기 복수의 금속입자를 가열하여 상기 쉘부에 형성된 상기 공융합금을 용융시키는 단계; 및
vi) 인접한 상기 복수의 금속입자들에 포함되어 서로 맞닿아 있는 상기 쉘부들에 포함된 용융된 상기 공융합금을 서로 결합시켜 성형물로 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법.
In the 3D printing method using a metal material,
The metal material includes a plurality of metal particles, and the plurality of metal particles includes a core portion including a first metal and a shell portion surrounding the core portion and including a second metal,
i) mixing the plurality of metal particles;
ii) heating the plurality of metal particles at a third temperature that is lower than the first melting point, which is the melting temperature of the first metal, and the second melting point, which is the melting temperature of the second metal;
iii) diffusing a portion of the first metal of the core part into the shell part at the boundary between the core part and the shell part;
iv) forming an eutectic alloy on the shell portion comprising a first metal diffused into the shell portion and a second metal included in the shell portion;
v) melting the eutectic alloy formed in the shell portion by heating the plurality of metal particles at a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy; and
vi) bonding the molten eutectic alloy included in the shell parts that are included in the plurality of adjacent metal particles in contact with each other and stacking them into a molded product; 3D printing using a metal material comprising the steps of: Way.
 제1항에 있어서,
iii)단계 내지 vi)단계는,
iii) 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 코어부의 제1금속 일부를 상기 쉘부로 확산시키고, 상기 쉘부의 제2금속 일부를 상기 코어부로 확산시키는 단계;
iv) 상기 쉘부로 확산된 제1금속과 상기 쉘부에 포함된 제2금속으로 이루어진 공융합금을 상기 쉘부에 형성하고, 상기 코어부로 확산된 제2금속과 상기 코어부에 포함된 제1금속으로 이루어진 공융합금을 상기 코어부에 형성하는 단계;
v) 상기 쉘부 및 상기 코어부에 각각 형성된 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도에서 상기 복수의 금속입자를 가열하여 상기 쉘부에 형성된 공융합금 및 상기 코어부에 형성된 공융합금을 용융시키는 단계; 및
vi) 인접한 상기 복수의 금속입자들의 상기 쉘부에 포함되어 용융된 공융합금 및 상기 코어부에 포함되어 용융된 공융합금을 서로 결합시켜 성형물로 적층하는 단계;인 것을 특징으로 하는 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법.
According to claim 1,
Steps iii) to vi) are,
iii) diffusing a portion of the first metal of the core portion into the shell portion at a boundary between the core portion and the shell portion, and diffusing a portion of the second metal portion of the shell portion into the core portion;
iv) A eutectic alloy composed of a first metal diffused into the shell portion and a second metal included in the shell portion is formed in the shell portion, and a second metal diffused into the core portion and a first metal included in the core portion are formed. forming a eutectic alloy on the core part;
v) melting the eutectic alloy formed in the shell portion and the eutectic alloy formed in the core portion by heating the plurality of metal particles at a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy formed in the shell portion and the core portion, respectively; and
vi) combining the molten eutectic alloy included in the shell part of the plurality of adjacent metal particles and the molten eutectic alloy included in the core part with each other to laminate the molded product; 3D printing using a metal material, characterized in that Way.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 금속입자는 파우더(powder), 과립(pellet 또는 granular) 또는 필라멘트(filament) 형상의 금속입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법.
According to claim 1,
The plurality of metal particles is a 3D printing method using a metal material, characterized in that it comprises metal particles in the form of powder, granular (pellet or granular) or filament (filament).
 제1항에 있어서,
상기 쉘부의 두께는 5㎚ 내지 500㎛ 인 것을 특징으로 하는 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법.
According to claim 1,
3D printing method using a metal material, characterized in that the thickness of the shell portion is 5nm to 500㎛.
 제1항에 있어서,
상기 공융합금은 AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn, AuNiSn, BeSr, BiGa, BiIn, BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSr, MgYb, MgZn, NaSn, PbSn, PbSr, PbTe, PbPdSn, SnZn 또는 SrZn 인 것을 특징으로 하는 금속소재를 이용한 3D 프린팅 방법.
According to claim 1,
The eutectic alloy is AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgSbSg, AgPbSb, AgSbSg AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn, AuNiSn, BeSr, BiTi, BiIn, BiSn, BiNi, BiSn, BiNi BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiS CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSr, MgYb, MgZn, NaSn, PbSn, PbSr, PbTe, PbP 3D printing method using a metal material.
 3D 프린팅용 금속소재에 있어서,
상기 금속소재는 복수의 금속입자를 포함하고,
상기 금속입자는 제1금속을 포함하는 코어부; 및 상기 코어부를 둘러싸며 제2금속을 포함하는 쉘부;를 포함하고,
상기 복수의 금속입자는 제1금속의 용융온도인 제1융점과 제2금속의 용융온도인 제2융점보다 낮은 제3온도에서 가열될 시, 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 코어부의 제1금속 일부가 상기 쉘부로 확산되어 제1금속 및 제2금속으로 이루어진 공융합금이 상기 쉘부에서 형성되고,
상기 복수의 금속입자는 상기 공융합금의 공융점보다 높은 제4온도로 가열될 시, 인접한 상기 복수의 금속입자들에 포함되어 서로 맞닿아 있는 상기 쉘부들이 용융되어 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅용 금속소재.
In the metal material for 3D printing,
The metal material includes a plurality of metal particles,
The metal particles may include a core portion including a first metal; and a shell part surrounding the core part and including a second metal;
When the plurality of metal particles are heated at a third temperature lower than the first melting point, which is the melting temperature of the first metal, and the second melting point, which is the melting temperature of the second metal, the core part is formed at the boundary between the core part and the shell part. A part of one metal is diffused into the shell part to form a eutectic alloy consisting of a first metal and a second metal in the shell part,
When the plurality of metal particles are heated to a fourth temperature higher than the eutectic melting point of the eutectic alloy, the shell parts which are included in the plurality of adjacent metal particles and are in contact with each other are melted and combined with each other 3D Metal material for printing.
 제6항에 있어서,
상기 제3온도에서 가열될 시, 상기 코어부와 상기 쉘부의 경계에서 상기 쉘부의 제2금속 일부가 상기 코어부로 확산되어 제1금속 및 제2금속으로 이루어진 공융합금이 상기 코어부에서 형성되고,
제4온도는 상기 쉘부에 형성된 공융합금 및 상기 코어부에 형성된 공융합금의 공융점보다 높고, 제4온도로 가열될 시, 인접한 상기 복수의 금속입자의 쉘부 및 코어부에 형성된 공융합금들이 용융되어 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅용 금속소재.
7. The method of claim 6,
When heated at the third temperature, a portion of the second metal of the shell portion is diffused into the core portion at the boundary between the core portion and the shell portion to form a eutectic alloy composed of the first metal and the second metal in the core portion,
The fourth temperature is higher than the eutectic point of the eutectic alloy formed in the shell part and the eutectic alloy formed in the core part, and when heated to the fourth temperature, the eutectic alloys formed in the shell part and the core part of the adjacent plurality of metal particles are melted Metal materials for 3D printing, characterized in that they are combined with each other.
 제6항에 있어서,
상기 복수의 금속입자는 파우더(powder), 과립(pellet 또는 granular) 또는 필라멘트(filament) 형상의 금속입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅용 금속소재.
7. The method of claim 6,
The plurality of metal particles is a metal material for 3D printing, characterized in that it comprises metal particles in the form of powder, granular (pellet or granular) or filament (filament).
 제6항에 있어서,
상기 쉘부의 두께는 5㎚ 내지 500㎛ 인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅용 금속소재.
7. The method of claim 6,
A metal material for 3D printing, characterized in that the shell portion has a thickness of 5 nm to 500 μm.
 제6항에 있어서,
상기 공융합금은 AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgPbSn, AgSbSn, AlZn, AlCuMg, AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn, AuNiSn, BeSr, BiGa, BiIn, BiK, BiNi, BiSn, BiTi, BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiSn, CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSr, MgYb, MgZn, NaSn, PbSn, PbSr, PbTe, PbPdSn, SnZn 또는 SrZn 인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅용 금속소재.7. The method of claim 6,
The eutectic alloy is AgAl, AgBa, AgBi, AgMg, AgSb, AgSr, AgTe, AgAlSn, AgAlZn, AgAuBi, AgAuSb, AgAuSn, AgAuZn, AgBiSb, AgBiSi, AgCuSb, AgCuSn, AgNiSn, AgPbSb, AgSbSg, AgPbSb, AgSbSg AlCuZn, AlGaIn, AlGaNi, AlGaSn, AlMgMn, AlMgSi, AlMgZn, AlSiZn, AlSnZn, AuGa, AuGe, AuIn, AuPb, AuSi, AuBiSb, AuInSb, AuInSn, AuNiSn, BeSr, BiTi, BiIn, BiSn, BiNi, BiSn, BiNi BiZn, BiSnAu, BiGaZn, BiInPb, BiInSn, BiSbSn, BiSnZn, CaLi, CaMg, CaNa, CaZn, CeCo, CeCu, CeLi, CeNi, CePt, CuEr, CuLa, CuNd, CuPr, CuSr, CuInSn, CuMgSi, CuMgZn, CuNiS CuPbAu, CuSnAu, GaIn, GaMg, GeZn, InSb, InSn, InPbAu, InSbSn, SnSnZn, LiSn, LiSr, LiZn, MgSn, MgSr, MgYb, MgZn, NaSn, PbSn, PbSr, PbTe, PbP metal material for 3D printing.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007021670A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Dainippon Printing Co Ltd Core shell type nano particle and thermoelectric conversion material
KR20150078450A (en) * 2013-12-30 2015-07-08 현대자동차주식회사 Method for junction of silver paste
KR20170081388A (en) * 2016-01-04 2017-07-12 (주)퓨레코 Functional Filament for 3D Printing with Core-Shell Structure and Its Manufacturing Method
US20190193160A1 (en) * 2016-09-06 2019-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for generating a component by a power-bed-based additive manufacturing method and powder for use in such a method
JP2020033642A (en) * 2018-08-24 2020-03-05 国立大学法人京都大学 Metal-laminate formed body and method for manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007021670A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Dainippon Printing Co Ltd Core shell type nano particle and thermoelectric conversion material
KR20150078450A (en) * 2013-12-30 2015-07-08 현대자동차주식회사 Method for junction of silver paste
KR20170081388A (en) * 2016-01-04 2017-07-12 (주)퓨레코 Functional Filament for 3D Printing with Core-Shell Structure and Its Manufacturing Method
US20190193160A1 (en) * 2016-09-06 2019-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for generating a component by a power-bed-based additive manufacturing method and powder for use in such a method
JP2020033642A (en) * 2018-08-24 2020-03-05 国立大学法人京都大学 Metal-laminate formed body and method for manufacturing the same

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