IJPEM-GT

Green Hybrid Manufacturing of 3-Dimensional Fe–6.5%Si Magnetic Cores Integrated with Insulation Layers Via Material Extrusion and Spark Plasma Sintering
3D 프린팅, 설계와 성능 모두 잡다

김종률, 이선영/한양대학교

고규소 Fe-6.5Si 연자성 코어는 우수한 자기 특성에도 높은 취성으로 인해 기존 압연·타발 공정에서 형상 자유도와 절연층 통합에 한계가 있었다.
이를 해결하기 위해 이중 노즐 재료 압출 (D-MEX)과 방전 플라즈마 소결 (SPS)을 결합하여 Fe-6.5Si와 MgO–B2O3–SiO2 절연층이 교대로 적층된 금속–절연체–금속 구조를 구현하였다.
자성층 두께를 1.2 mm에서 0.6 mm로 줄여 1 kHz에서 와전류 손실을 약 53% 감소시켰으며, 후열처리를 통해 투자율을 약 4배로 높이고 보자력을 약 62% 낮췄다.
본 공정은 기존 프레스 공정과 단일소재 적층 제조의 한계를 넘어 절연층 일체형 3차원 연자성 코어 제작을 가능하게 하며, 고효율 모터·변압기·인덕터 등 다양한 전자기 부품에 확장 적용될 수 있다.