고온 금형 수명 30% 연장…파트너스랩, DED 기반 수리 기술 발표

한국다이캐스팅학회(회장 천정권)가 개최한 제11회 학술대회에서 파트너스랩 김수현 연구원은 ‘적층제조(DED) 기술을 활용한 고온 부품용 금형 수리 보수 활용 사례’에 대해 강연을 진행했다.

진행된 기술 발표에서 Ni-base 초내열 합금 ‘Inconel 718’ 소재로 제작된 고온 프레스 금형을 대상으로 한 수리 사례를 소개했다. 이 금형은 열 피로, 마모, 크랙 등으로 반복적인 유지보수가 요구되던 부품으로, 파트너스랩은 Hybrid DED(Directed Energy Deposition) 시스템을 이용해 손상 부위를 정밀하게 복원했다.

파트너스랩의 김수현 연구원은 "DED 기술을 활용해 Inconel 718 소재의 고온 프레스 금형 손상 부위를 정밀하게 수리하고 수명을 연장할 수 있었다"고 밝혔다. 이번 연구는 열 피로 및 마모로 손상된 Ni-base 초내열 합금 금형을 대상으로 진행되었으며, Hybrid DED 시스템을 활용한 적층 수리 공정이 적용됐다.

연구팀은 손상 부위를 레이저 클리닝 및 전처리 후, 0.8~1.2mm 두께로 Inconel 718 분말을 레이저 출력 800W 조건에서 적층하였다. 공정 전반은 열영상 카메라 및 센서를 통해 실시간 모니터링 되어 품질을 확보했다.

실험 결과, 비파괴 검사(NDT)를 통해 기공 및 크랙 없이 우수한 접합 상태가 확인되었으며, 경도 시험 결과에서도 95% 이상의 원재료 경도를 확보했다. 또한 보수 전후 열충격 테스트를 통해 수명 향상 효과가 정량적으로 분석되었고, 약 30%의 수명 연장도 입증됐다.

김수현 연구원은 "DED 기반의 적층제조 기술은 고온 금형의 수리뿐 아니라 성능 회복에도 효과적"이라며, "기존 교체 대비 비용 절감과 다운타임 감소에 기여할 수 있어 다양한 금속 부품의 유지보수 및 기능 복원 분야로의 확장이 기대된다"고 전했다.