책임감 있는 알루미늄: 적층 제조에서 재활용의 이점

2024년 8월 21일 | 읽기 시간: 10 분

적층 제조(AM)는 다양한 산업 분야에서 빠르게 성장하고 있습니다. AM이 성장함에 따라 책임 있는 제조의 중요성도 기하급수적으로 증가하고 있습니다.

EOS는 3D 프린팅을 가능한 한 지속 가능하게 만들기 위해 노력합니다. 그래서 책임감 있는 제품 시리즈를 개발해왔으며, 가장 최근의 제품은 EOS 알루미늄 AlSi10Mg입니다. 재활용 공급 원료 솔루션인 이 새로운 포뮬레이션은 조직이 기후 목표를 달성하고 더 안전하고 깨끗한 3D 프린팅 산업을 육성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

알루미늄 재활용의 힘

알루미늄은 가벼우면서도 강한 특성 덕분에 많은 분야에서 필수적인 금속으로 사용되고 있습니다. 하지만 역사적으로 알루미늄은 전 세계 온실가스 배출량의 약 2%를 차지할 정도로 환경에 큰 영향을 미쳤습니다.

새로운 알루미늄 또는 "버진" 알루미늄을 만드는 1차 생산은 탄소 집약적인 노력입니다. 보크사이트 광석에서 금속을 추출한 후에는 바이엘 공정을 통해 산화알루미늄(또는 알루미나)으로 정제해야 합니다. 다음 단계는 전기분해를 통해 알루미나를 금속 알루미늄으로 제련하는 것입니다. 이 과정은 불순물을 제거하고 3D 프린팅에 적합한 분말 생산을 용이하게 하기 때문에 적층 가공에 필수적입니다.

궁극적으로 이 중요한 단계에서만 업계 탄소 배출량의 최대 3분의 1을 차지합니다. 또한 2050년까지 수요가 최대 80%까지 증가할 것으로 예상되는 상황에서 1차 알루미늄에 의존하는 것은 지속 가능하지 않습니다.

2차 알루미늄의 이점

다행히도 2차(또는 재활용) 알루미늄은 훨씬 더 안전한 대안입니다. 모든 금속과 마찬가지로 알루미늄은 원자가 서로 결합된 결정 구조로 이루어져 있습니다. 따라서 기본 속성을 바꾸지 않고도 쉽게 녹여 고체 상태로 변형할 수 있습니다. 따라서 이론적인 제한 없이 알루미늄을 무한히 재활용할 수 있습니다.

또한 2차 금속은 1차 금속보다 에너지 효율이 95% 더 높습니다. 즉, 새로운 알루미늄을 만드는 데 필요한 에너지의 5%만 필요합니다. 이러한 절감 효과는 환경과 비즈니스 모두에 상당한 이점으로 이어집니다:

에너지 소비를 줄입니다: 알루미늄 재활용의 등장으로 전 세계적으로 탄소 발자국이 크게 줄었습니다. 북미에서는 1991년 이후 1차 알루미늄 탄소 집약도가 49% 감소했습니다. 또한 업계에서는 1998년 이후 에너지 소비를 55% 줄였습니다.
생산 비용 절감: 에너지 절약은 비용 절감으로 이어져 조직의 수익성 개선에 도움이 됩니다. 또한 많은 정부에서 세금 감면, 보조금, 보조금 등 재활용 자재 사용에 대한 인센티브를 제공하므로 제조업체의 전체 생산 비용을 낮출 수 있습니다.
순환 경제에 기여합니다: 재활용 알루미늄을 사용하면 재료가 지속적으로 생산에 재순환되어 폐기물을 최소화하고 원재료 추출의 필요성을 줄일 수 있습니다. 실제로 지금까지 생산된 알루미늄의 약 75%가 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.

EOS가 책임감 있는 제조를 추진하는 방법

EOS는 지속 가능한 3D 프린팅을 통해 조직이 탄소 발자국을 최소화할 수 있도록 돕는 것을 목표로 합니다. 이러한 정신으로 기후 중립 및 탄소 저감 솔루션을 포함한 다양한 책임감 있는 제품을 개발해 왔습니다. 이제 EOS 알루미늄 AlSi10Mg가 그 대열에 합류하게 되어 자랑스럽습니다.

EOS 포트폴리오에서 가장 인기 있는 금속 중 하나인 EOS Aluminium AlSi10Mg는 항공우주, 자동차 등 수많은 애플리케이션에 필수적인 소재입니다. 이 새로운 포뮬러에는 최소 30%의 재활용 원료가 포함되어 있으며, 이는 재료의 거의 3분의 1이 이전에 사용된 알루미늄에서 조달되었음을 의미합니다.

1차 추출에 대한 의존도가 낮은 이 파우더는 25%의_CO2e를감소시켜 적층 제조 애플리케이션에 훨씬 더 지속 가능한 옵션입니다. 프라운호퍼 EMI의 독립적인 수명 주기 평가의 일환으로 외부 감사 기관인 TÜV Süd는 ISO14040/44 표준에 따라 이러한 결과를 검증했습니다.

중요한 것은 AlSi10Mg가 이전 제품과 동일한 특성을 유지한다는 점입니다. EOS는 높은 품질 및 개발 표준에 따라 소재를 검증하여 이를 보장했습니다. 모든 특성과 성능 지표는 적층 제조에 동일하게 유지되므로 많은 비용과 시간이 소요되는 재검증 프로세스를 피할 수 있습니다.

미국 국립표준기술연구소(NIST)에 따르면 적층 제조 애플리케이션을 완전히 재검증하려면 수천 번의 테스트와 수년이 소요될 수 있으며, 결국 기업들은 수백만 달러의 비용을 지불해야 합니다. 책임감 있는 알루미늄 분말을 사용하면 이러한 문제를 피하고 환경 친화적인 알루미늄 분말의 추가적인 이점을 누리면서 생산을 계속할 수 있습니다.

AlSi10Mg 이해

EOS 알루미늄 AlSi10Mg는 다양한 AM 응용 분야에 적합합니다. 사양을 살펴보세요:

최대 인장 강도: 460 MPa는 재료가 부러지기 전에 늘어나거나 당겨지는 동안 견딜 수 있는 최대 응력입니다. 인장 강도가 높다는 것은 동체 프레임 및 기타 구조 부품과 같은 까다로운 용도에 효과적이라는 의미입니다.
항복 강도: 재료가 구부러지거나 휘어지기 전에 견딜 수 있는 하중을 파악하는 것은 매우 중요합니다. AlSi10Mg는 최대 245MPa까지 견딜 수 있으므로 이 지점까지 응력이 제거되면 원래의 모양으로 돌아갑니다.
파단 연신율: 재료가 부러지기 전에 얼마나 늘어날 수 있는지를 측정한 값으로, 원래 길이의 백분율로 표시됩니다. AlSi10Mg의 연신율은 5%로, 끊어지기 전에 5% 늘어날 수 있음을 의미합니다.
열 및 전기 전도성이 우수합니다: AlSi10Mg는 열을 잘 전달할 수 있어 엔진 실린더 헤드와 같이 열 방출이 필요한 애플리케이션에 중요합니다. 또한 열처리가 가능하여 가열 및 냉각 공정을 통해 특성을 제어할 수 있습니다.

요약하자면, AlSi10Mg는 강하고 내구성이 뛰어나며 유연합니다. 이러한 특성 덕분에 항공우주, 자동차 및 기타 탄소 집약적 산업, 특히 점점 더 엄격해지는 환경 기준과 규제에 직면한 기업에서 다양한 용도로 활용될 수 있습니다.

EOS는 환경, 사회, 거버넌스(ESG) 목표를 달성하는 것이 최우선 과제라는 것을 잘 알고 있습니다. 고객이 당사의 책임 있는 제품을 구매하면_CO2e를얼마나 절감했는지 증명하는 연간 인증서를 제공합니다. TÜV SÜD는 이 데이터를 감사하고 확인하여 고객이 원하는 대로 사용할 수 있도록 합니다. ESG 성과를 측정하거나 탄소 보고서를 작성하거나 유리한 대출을 확보할 때 이 인증서는 지속가능성을 위한 노력의 증거가 됩니다.

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