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금속 파우더 보관 방법

본 지침서는 레이저 분말 베드 용융(LPBF/PBF) 및 금속 분말 적층제조(AM) 공정에 사용되는 금속 파우더의 물리·화학적 열화를 방지하고, 작업자의 안전 확보 및 최종 출력물의 기계적 품질을 일관되게 유지하기 위한 표준 보관 및 사용 관리 기준입니다.

1. 보관 환경 및 설비 관리 기준

1.1 온·습도 제어

• 보관실 환경: 보관 구역 온도는 20~25°C, 상대습도는 40% 이하(권장 30% 이하)를 유지합니다.
• 수분 차단: 미세 분말 표면의 수분 흡착은 분말 간 응집(Agglomeration)을 일으켜 유동도(Flowability)를 떨어뜨리고, 용융 풀 내 수소 기공(Hydrogen Porosity)과 결함을 만듭니다.

1.2 전용 보관 장비 및 가스 환경

• 제습 데시케이터(Dry Cabinet): 개봉된 파우더 용기는 N2 또는 Ar 퍼지 기능이 있는 항온항습 캐비닛에 보관합니다.
• 반응성 금속: 티타늄(Ti), 알루미늄(Al)계 합금은 불활성 가스(Argon) 분위기 또는 이중 밀폐 캔으로 산소와 수분을 차단합니다.
• 정전기 방지(ESD) 및 접지: 보관 랙과 선반은 도전성 재질로 하고, 공통 접지(Grounding)를 연결합니다.

2. 파우더 취급(Handling) 및 장비 운용 절차

2.1 장비 투입 및 이송

1. 사전 접지 확인: 호퍼 또는 피더에 넣기 전, 이송 용기와 장비 본체의 접지 클램프 체결을 확인합니다.
2. 노출 최소화: 대기 노출 시간을 줄이고, 용기 개폐 후 뚜껑을 바로 밀봉합니다.
3. 이종 재질 혼입 방지: 전용 스쿱, 깔때기, 브러시를 합금별로 분리하고 색상 라벨을 붙여 교차 오염을 막습니다.

2.2 클리닝 및 비산 관리

• 방폭형 습식 집진기: 챔버 안팎의 비산 파우더 청소에 일반 건식 진공청소기를 쓰지 않습니다. ATEX/방폭 인증 습식 침수 집진기(Wet Separator)만 사용합니다.
• 압축공기 사용 금지: 분진운(Dust Cloud)이 생기지 않도록 에어건(Air blow) 사용을 금지합니다.

3. 재사용(Recycling) 및 품질 평가 기준

출력 후 회수된 파우더는 재사용 전 불순물 제거와 물성 검증을 거칩니다. 사이클이 쌓일수록 아래 기준으로 열화를 확인합니다.

3.1 배합 비율 및 Lot 추적 관리

• Top-up 비율 고정: 신분말(Virgin)과 회수 분말(Recycled)을 일정한 비율(예: 70:30 또는 50:50)로 균일 블렌딩해 투입합니다.
• 이력 추적 카드(Lot Traveler): 용기 겉면에 분말 Lot 번호, 신분말 투입 일자, 리사이클 회차, 투입 설비 번호, 체거름 일자를 적습니다.

4. 안전, 보건 및 비상 대응 지침

4.1 개인보호구(PPE) 착용 규정

• 호흡기 보호: P100 필터 등급의 전면형 또는 반면형 방진 마스크를 착용합니다.
• 정전기 방지 보호의: 전도성 바닥 위에서 제전화, 제전복, 니트릴 보호장갑을 착용합니다.
• 안구 보호: 파우더 비산 방지를 위해 밀착형 보안경(Goggles)을 착용합니다.

4.2 화재 및 폭발 비상 대응 (Class D)

• 소화 약제: 금속 화재에 물, 이산화탄소(CO2), 일반 분말(ABC) 소화기를 쓰면 수소 가스와 폭발 위험이 있습니다. Class D 금속화재 전용 소화기 또는 건조 규사(Dry Sand), 플럭스로 공기를 차단합니다.
• 화재 발생 시: 작업 구역 공조기를 바로 정지하고 환기를 차단한 뒤 전용 소화기로 산소를 차단합니다. 잔류 불씨가 식을 때까지 접근하지 않습니다.

4.3 폐파우더 및 오염 필터 폐기 처리

• 재사용 수명이 끝났거나 이종 분말이 섞여 폐기하는 반응성 금속 파우더는 비휘발성 광유(Mineral Oil) 또는 지정 안정화 액체에 담가 공기 접촉을 막습니다.
• 폐분말과 교체 필터는 관련 법규에 따라 지정 폐기물 전문 처리 업체에 위탁합니다.