2025년 고망간강 적층 제조: 극한 성능을 위한 차세대 합금의 개방. 시장 가속화, 혁신적인 기술 및 첨단 제조의 미래를 탐구합니다.

요약 및 주요 발견
시장 규모, 성장률 및 2025–2030 예측
고망간강 적층 제조의 기술 발전
주요 기업 및 산업 이니셔티브 (예: Sandvik, EOS, GE Additive)
응용 분야: 자동차, 광업, 철도 및 중공업
재료 성질 및 성능 향상
공급망, 분말 생산 및 품질 보증
규제 기준 및 산업 지침 (예: ASTM, ISO)
도전 과제, 장벽 및 위험 요소
미래 전망: 혁신 로드맵 및 전략적 기회
출처 및 참고 문헌

요약 및 주요 발견

고망간강 적층 제조(AM)는 금속 산업에서 변화를 가져올 기술로 떠오르고 있으며, 고망간 합금이 제공하는 높은 강도, 연성 및 내마모성의 독특한 조합에 의해 추진되고 있습니다. 2025년까지 고급 분말 금속가공, 레이저 기반 AM 시스템, 디지털 설계 도구의 융합으로 기존 제조 방식으로는 구현할 수 없었던 복잡한 고성능 부품의 생산이 가능해지고 있습니다. 이 섹션에서는 고망간강 AM의 현재 환경, 최근 이정표 및 단기 전망을 요약합니다.

EOS GmbH와 같은 주요 산업 기업 및 GE (GE Additive 부서를 통해)는 고망간강에 대한 AM 솔루션을 적극적으로 개발 및 상용화하고 있습니다. 이들 회사는 레이저 분말 적층 용융(LPBF) 및 직접 에너지 증착(DED)과 같은 공정 매개변수 최적화에 집중하여 핫 크래킹 및 원하는 미세구조 달성과 같은 문제를 해결하고 있습니다. Höganäs AB와 같은 분말 공급업체는 AM에 최적화된 고망간강 분말 포트폴리오를 확장하여 광업, 철도 및 중장비 등에서 증가하는 수요를 지원하고 있습니다.

산업 컨소시엄 및 파일럿 프로젝트의 최근 데이터는 고망간강 AM 부품이 기존의 주조 또는 단조 이음과 동등하거나 그 이상의 기계적 성질을 달성하고 있음을 보여줍니다. 예를 들어, 장비 제조업체와 연구 기관간의 협력 노력은 AM을 사용하여 내마모성 기차 부품 및 충격 저항성이 뛰어난 광산 도구의 성공적인 생산을 입증하였으며, 현재 유럽과 아시아에서 현장 시험이 진행 중입니다. 부품을 신속하게 프로토타입하고 맞춤화할 수 있는 능력은 수리 및 유지보수 시장에서의 채택을 가속화하고 있습니다.

앞으로 몇 년을 바라보면 고망간강 AM에 대한 전망은 매우 긍정적입니다. voestalpine AG 및 Sandvik AB와 같은 조직의 산업 로드맵은 AM 공정 개발, 분말 정제 및 후처리 기술에 대한 지속적인 투자를 강조하고 있으며, 이는 부품 품질 및 확장성을 더욱 향상시킬 것입니다. 안전이 중요한 응용 분야에서는 규제 수용 및 표준화 작업이 진행될 것으로 예상됩니다. AM 시스템 및 원자재의 비용이 계속 감소하고 디지털 공급망이 성숙함에 따라 고망간강 AM은 2027년까지 틈새 응용 분야에서 넓은 산업 채택으로 확대될 준비가 되어 있습니다.

고망간강 AM은 R&D에서 상업적 배치로 전환되고 있으며, 주요 OEM 및 분말 공급업체들이 기술 확대에 투자하고 있습니다.
AM 부품의 기계적 성능이 파일럿 프로젝트에서 전통적인 제조 벤치마크를 충족하거나 초과하고 있습니다.
주요 성장 분야에는 광업, 철도, 중장비 및 수리/유지보수 서비스가 포함됩니다.
지속적인 공정 최적화 및 표준화는 향후 2~3년 내에 광범위한 채택을 위해 중요할 것입니다.

시장 규모, 성장률 및 2025–2030 예측

고망간강 적층 제조(AM) 시장은 고망간강의 독특한 성질—예를 들어, 뛰어난 작업 경화, 내마모성 및 인성을 갖춘—로 인해 광범위한 금속 AM 산업 내에서 전용 세그먼트로 부상하고 있습니다. 2025년까지 고망간강의 AM 채택은 초기 상업 단계에 있으며,(component durability is critical.) 제품 내구성이 중요한 광업, 철도, 방산 및 중장비와 같은 분야의 수요에 의해 주로 성장하고 있습니다.

고망간강 AM에 대한 정확한 시장 규모 수치는 아직 널리 발표되지 않았지만, 산업 활동은 2030년까지 두 자릿수의 연평균 성장률(CAGR)을 나타내고 있습니다. 이는 고망간강 분말의 가용성 증가와 호환 가능한 AM 시스템의 확대 덕분입니다. 예를 들어, EOS GmbH는 고망간강 합금에 대한 공정 매개변수를 개발하여 산업 사용자가 복잡한 형상을 가진 내마모성 부품을 생산하도록 합니다. 마찬가지로, 전 세계 금속 분말 공급업체인 Höganäs AB는 충격 및 마모에 취약한 환경에서의 응용을 목표로 하는 AM에 최적화된 고망간강 분말을 출시하였습니다.

2025년부터 2030년까지 시장은 여러 가지 융합 추세의 혜택을 받을 것으로 예상됩니다:

디지털 제조 및 공급망 탄력성에 대한 투자 증가로 OEM들이 AM을 사용한 주요 부품의 생산을 지역화하고 있습니다.
voestalpine AG와 Sandvik AB와 같은 회사들이 적극적으로 산업 응용을 위한 고급 강철 분말 및 AM 솔루션 개발에 R&D를 지속하고 있습니다.
고망간강의 독특한 특성이 장비 부품과 같은 응용에 높은 가치를 제공하는 광업 및 철도 산업에서의 AM 채택이 증가하고 있습니다.

2030년까지 고망간강 AM 시장은 보다 넓은 재료 가용성, 개선된 공정 신뢰성 및 안전이 중요한 응용을 위한 AM 부품의 증가한 자격으로 인해 상당한 성장을 이룰 것으로 예상됩니다. ArcelorMittal 및 Outokumpu Oyj와 같은 기존 강철 제조업체 및 분말 공급업체의 AM 재료 분야 진입은 시장 성장과 표준화를 더욱 가속화할 것으로 예상됩니다. 결과적으로, 이 분야는 고망간강 AM이 프로토타입 및 수리에서 특정 산업의 연속 생산으로 전환되는 강력한 확장을 준비하고 있습니다.

고망간강 적층 제조의 기술 발전

고망간강(HMnS)은 뛰어난 작업 경화 능력과 인성으로 유명하며, 특히 복잡하고 내마모성 부품을 생산하고자 하는 산업에서 적층 제조(AM)의 채택이 가속화되고 있습니다. 2025년에는 레이저 기반 분말베드융합(PBF-LB) 및 직접 에너지 증착(DED) 공정을 통한 기술 발전이 HMnS의 AM 채택을 가속화하고 있으며, 이러한 방법을 통해 전통적인 주조 또는 단조로는 달성하기 어려운 복잡한 형상과 맞춤형 부품의 제작이 가능해지고 있습니다.

역사적으로 주요 도전과제는 AM에서의 급속 고화 과정 중 미세구조 및 기계적 특성의 제어였습니다. 최근의 공정 매개변수 최적화 개발—예를 들어 레이저 출력, 스캔 속도 및 층 두께—는 AM으로 제작된 HMnS의 밀도, 연성 및 내마모성을 크게 향상시켰습니다. 예를 들어, EOS GmbH 및 TRUMPF Group와 같은 선도적인 AM 장비 제조업체와의 연구 협력은 기계적 특성이 기존 제조된 부품과 동등하거나 초과하는 고밀도 HMnS 부품의 생산 가능성을 입증하였습니다.

재료 공급업체들은 AM을 위해 특별히 맞춤화된 HMnS 분말을 개발하여 증가하는 수요에 대응하고 있습니다. 세계적인 금속 분말 리더인 Höganäs AB와 같은 회사는 레이저 및 전자빔 공정에 최적화된 고망간강 등급을 포함하기 위해 포트폴리오를 확장하고 있습니다. 이러한 분말은 일관된 유동성과 입자 크기 분포를 달성하기 위해 설계되어 AM 생산에서 반복 가능한 결과를 얻는 데 중요한 요소입니다.

동시에 AM 플랫폼에 품질과 재현성을 보장하기 위해 디지털 프로세스 모니터링 및 폐쇄 루프 제어 시스템이 통합되고 있습니다. GE Additive와 같은 산업 리더들은 HMnS의 열 기울기 및 크랙에 대한 민감성 때문에 특히 중요한 실시간 용융 풀 모니터링 및 적응형 프로세스 제어에 투자하고 있습니다. 이러한 발전은 후처리 요구 사항을 줄이고 HMnS AM의 산업 규모 생산 경제성을 개선할 것으로 예상됩니다.

미래를 바라보면 고망간강 적층 제조에 대한 전망은 밝습니다. 자동차, 광업 및 중장비 분야에서 이점을 누리며 HMnS가 제공하는 높은 강도와 내마모성의 독특한 조합을 활용하는 초기 채택자들이 예상됩니다. 분말 가용성이 증가하고 공정 신뢰성이 향상됨에 따라 향후 몇 년 내에 더 넓은 상업화 및 새로운 응용이 나타날 것으로 예상됩니다.

주요 기업 및 산업 이니셔티브 (예: Sandvik, EOS, GE Additive)

2025년 고망간강 적층 제조(AM) 분야의 환경은 여러 주요 산업 기업과 이니셔티브가 이 분야를 형성하고 있으며 급속하게 발전하고 있습니다. 뛰어난 작업 경화와 내마모성으로 귀중한 고망간강은 광업, 철도 및 중장비와 같은 산업에서 고급 AM 응용을 위해 점점 더 탐색되고 있습니다.

가장 저명한 회사 중 하나인 Sandvik는 금속 분말 개발 및 적층 제조 서비스에 전념하고 있습니다. Sandvik의 Osprey® 범위에는 AM에 맞춤화된 고망간강 분말이 포함되어 있으며, 회사는 분말 생산 및 내부 AM 능력에 투자하고 있습니다. 2024년, Sandvik은 고망간강 등급을 포함한 AM의 내마모성 합금에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 분말 생산 시설의 추가 확장을 발표했습니다. 이 회사는 산업 파트너와 협력하여 실제 응용에서 적층 제조된 고망간강 부품의 성능을 검증하고 있습니다.

또 다른 주요 기업인 EOS는 산업 3D 프린팅 솔루션의 글로벌 리더입니다. EOS는 다양한 강철에 대한 공정 매개변수를 개발하였으며, 개방형 재료 플랫폼을 통해 맞춤형 고망간강 분말의 자격을 부여합니다. 2023-2025년 동안 EOS는 분말 공급업체 및 연구 기관과 협력하여 고망간강에 대한 레이저 분말 적층 용융(LPBF) 공정을 최적화하고 있으며, 이는 크랙을 최소화하고 일관된 미세구조를 보장하는 데 중점을 두고 있습니다.

GE Additive 또한 고망간강의 AM 발전에 적극적으로 참여하고 있습니다. 전자 빔 용융(EBM) 및 직접 금속 레이저 용융(DMLM)에 대한 전문성을 활용하여 GE Additive는 자사 기계에서 사용할 고망간강 분말의 자격 부여를 지원하였습니다. 이 회사의 AddWorks 컨설팅 부서는 고객과 협력하여 특히 높은 충격 및 마모 저항이 필요한 산업을 위한 응용 구체적인 솔루션 개발에 나서고 있습니다.

기타 주목할 만한 기여자로는 금속 분말을 공급하고 AM 최적화된 고망간 합금을 위해 R&D에 참여하고 있는 voestalpine와, 텍스타일 기계에서 고망간강 AM 부품의 사용을 조사한 Rieter가 있습니다. 분말 제조업체, AM 기계 제작업체 및 최종 사용자 간의 협력 프로젝트와 같은 산업 이니셔티브는 다음 몇 년간 고망간강 AM의 채택을 가속화할 것으로 예상됩니다.

미래를 바라보면 고망간강 적층 제조에 대한 전망은 긍정적입니다. 분말 가용성이 증가하고 공정 매개변수가 세분화됨에 따라 시장에 진입할 기업이 더 많아져 혁신과 응용 개발을 촉진할 것입니다. 향후 몇 년간은 고망간강 AM 부품이 요구가 높은 환경에서 확장되어 사용될 것으로 예상되며, 주요 산업 기업들의 지속적인 투자에 의해 뒷받침될 것입니다.

응용 분야: 자동차, 광업, 철도 및 중공업

고망간강은 뛰어난 작업 경화 능력과 인성으로 인해 자동차, 광업, 철도 및 중공업 분야의 적층 제조(AM) 응용을 탐색받고 있습니다. 2025년까지 AM 기술과 고망간강 합금의 융합으로 과거에는 전통적인 방법으로 제작하기 어려웠던 복잡하고 내마모성 부품의 생산이 가능해지고 있습니다.

자동차 산업에서는 경량이면서도 내구성이 있는 부품에 대한 수요가 고망간강 AM에 대한 관심을 촉진하고 있습니다. 이 합금의 높은 에너지 흡수 및 연성은 충돌 관련 구조 및 마모 부품에 적합합니다. 주요 자동차 제조업체 및 공급업체는 주문형 브래킷, 충격 흡수기 및 도구 삽입물에 대한 AM으로 제작된 고망간강을 조사하고 있으며, 리드 타임과 자재 낭비를 줄이기 위해 노력하고 있습니다. BMW 그룹과 같은 기업은 프로토타입 및 최종 사용 부품을 위해 적층 제조의 사용 확장을 공개적으로 언급하며, 고급 강철 합금에 대한 연구를 지속하고 있습니다.

광업 분야에서 고망간강의 내마모성은 크러셔 턱, 호퍼 및 라이너와 같은 연마 환경에 노출된 부품에 필수적입니다. 적층 제조를 통해 이러한 부품의 신속한 수리 및 필요시 생산이 가능해져 다운타임을 최소화할 수 있습니다. Sandvik와 같은 장비 제조업체는 마모가 심한 강철 부품을 위한 AM 솔루션을 개발하기 위해 자신의 재료 및 디지털 제조 전문성을 활용하고 있습니다. 고망간강 부품을 지역적으로 생산하거나 수리할 수 있는 능력은 원거리 광산 작업에서 점점 더 유용하게 될 것으로 예상됩니다.

철도 산업 또한 고망간강 AM을 트랙 구성 요소, 스위치 및 교차점 코에서 채택하고 있으며, 여기서 충격 및 내마모성은 가장 중요합니다. AM의 유연성은 기하학적으로 최적화된 부품의 생산을 가능하게 하여 서비스 수명을 연장하고 유지보수 간격을 줄일 수 있습니다. voestalpine와 같은 주요 철도 인프라 공급업체들은 실제 철도 환경에서 AM 고망간강의 성능을 검증하기 위해 시험 프로젝트를 진행하며, 강철 부품의 적층 제조에 투자하고 있습니다.

중공업, 즉 건설 및 토목 장비 분야에서는 고망간강 AM이 맞춤형 마모판, 절단 날 및 수리 응용을 위해 탐색되고 있습니다. AM 공정 제어를 통해 미세구조 및 특성을 조정할 수 있는 능력은 주요 이점입니다. SSAB와 같은 기업은 첨단 강철 포트폴리오를 확장하고 AM 기술 제공업체와 협력하여 중공업 클라이언트의 요구를 충족하기 위해 노력하고 있습니다.

앞으로 몇 년간 고망간강 적층 제조의 산업적 채택이 증가할 것으로 예상되며, 이는 분말 생산의 지속적인 발전, 공정 최적화 및 디지털 부품 자격 부여에 의해 촉진될 것입니다. 더 많은 기업들이 AM 고망간강 부품의 성능 및 경제적 이점을 검증함에 따라 이들 분야에서의 보다 넓은 상업화가 예상됩니다.

재료 성질 및 성능 향상

고망간강(HMnS), 특히 Hadfield 유형 합금은 뛰어난 작업 경화 능력과 인성으로 유명하며, 이는 수요가 높은 응용 분야의 적층 제조(AM)에서 관심을 끌고 있습니다. 2025년에는 HMnS의 성질을 향상시키기 위해 AM 활용에 대한 집중도가 높아지고 있으며, 이는 광업, 철도 및 방산과 같은 산업에서 복잡한 형상 및 맞춤형 미세구조의 필요로 비롯됩니다.

분말 베드 융합(PBF) 및 직접 에너지 증착(DED) 공정의 최근 발전은 기존의 주조 또는 단조 부품과 비교할 경우 기계적 성질이 동등하거나 초과하는 HMnS 부품의 성공적인 제작을 가능하게 하였습니다. 예를 들어, EOS GmbH 및 GE Additive와 같은 회사들은 레이저 기반 AM에 최적화된 고망간강 분말을 포트폴리오에 포함시켜 망간 증발을 제어하고 균일한 오스테나이트 미세구조를 달성하는 데 중점을 두고 있습니다.

AM으로 제작된 HMnS의 주요 물성 향상에는 정제된 결정구조, 증가된 변위 밀도, 개선된 내마모성이 포함됩니다. 이는 AM의 급속 고화 속도로 인해 세멘타이드 침착을 억제하고 단일상 오스테나이트 매트릭스를 촉진하게 됩니다. 2025년에는 산업과 학계 간의 협력을 통해 공정 매개변수—예를 들어 레이저 출력, 스캔 속도 및 보호가스 조성—를 최적화하여 망간 손실과 핫 크랙을 최소화하기 위한 추가적인 노력이 진행되고 있습니다.

voestalpine 및 Sandvik와 같은 제조업체의 성능 테스트에서 AM HMnS 부품은 로온 5도에서 100 J 이상의 충격 인성값과 250 HB를 초과하는 경도 수준을 달성할 수 있으며, 성질을 더 조정하기 위해 인-시추 합금화 가능성이 있는 것으로 나타났습니다. 또한, 내마모성이 우수한 HMnS와 다른 강철이 결합된 기능적으로 경량 구조를 생산하는 능력은 특히 마모가 중요한 분야에서 부품 설계를 위한 새로운 가능성을 열어주었습니다.

앞으로 고망간강 적층 제조에 대한 전망은 밝습니다. Höganäs AB와 같은 분말 생산 기술에 대한 지속적인 투자는 분말 품질 및 가용성을 개선할 것으로 예상되며, 공정 모니터링 및 시뮬레이션의 발전은 보다 일관되고 예측 가능한 재료 성능을 가능하게 할 것입니다. AM HMnS 부품에 대한 자격 기준이 성숙하도록 발전함에 따라 향후 몇 년 간 안전-중요 및 고마모 응용에서의 더 넓은 채택이 예상됩니다.

공급망, 분말 생산 및 품질 보증

고망간강(HMnS) 적층 제조(AM)의 공급망은 2025년에 빠르게 진화하고 있으며, 이는 광업, 철도 및 중공업에서 내마모성 및 고인성 부품에 대한 수요 증가에 의해 촉진되고 있습니다. AM 공정을 위한 HMnS 분말 생산은—주로 레이저 분말베드 융합(LPBF) 및 직접 에너지 증착(DED)—조성을 정밀하게 제어하고 입자 형태를 관리해야 합니다. Höganäs AB 및 GKN Powder Metallurgy와 같은 선도적인 분말 제조업체들은 고망간강 등급을 포함하도록 포트폴리오를 확장하고 있으며, 필요한 구형 형태 및 좁은 입자 크기 분포를 달성하기 위해 가스 원자화 기술을 활용하고 있습니다.

2025년의 공급망은 고망간 합금에 전념하는 전문 분말 생산업체의 수가 증가하는 특징이 있습니다. Höganäs AB와 GKN Powder Metallurgy 모두 고망간 강철을 위한 전용 생산 라인에 투자하고 있습니다. 이들 회사는 철도 및 광업과 같은 산업에서 부품 고장으로 인한 심각한 결과를 피하기 위해 중요한 추적 가능성과 일관성을 강조하고 있습니다. 또한, AM 시스템 제공업체인 EOS GmbH는 분말 공급업체와 협력하여 자사 기계에 대한 HMnS 분말의 자격을 정할 수 있도록 하여 호환성과 공정 신뢰성을 보장하고 있습니다.

2025년 HMnS AM의 품질 보증은 고유한 작업 경화 및 상 변환 행동이 분말 생산 및 부품 제작에서 도전 과제가 되는 가운데 중심 과제가 되고 있습니다. 분말 공급업체들은 엄격한 사양을 준수하기 위해 입자 크기 및 화학 조성을 위한 레이저 회절 및 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석과 같은 고급 분석 기술을 활용합니다. 게다가, EOS GmbH와 같은 기업들은 제조 과정에서 이상을 감지하고 부품 무결성을 보장하기 위하여 AM 시스템에 용융 풀 모니터링 및 층별 이미징과 같은 실시간 모니터링 기술을 통합하고 있습니다.

앞으로 몇 년은 주요 최종 사용자의 광산 및 철도 부문이 분말 생산업체 및 AM 서비스 제공업체와 직접 파트너십을 형성하는 방향으로 더욱 수직 통합될 것으로 예상됩니다. 이러한 경향은 공급 보장, 리드 타임 단축 및 구성 요소 설계의 신속한 반복을 가능하게 할 것입니다. 기계 학습 및 실시간 데이터 분석을 활용한 디지털 품질 보증 프레임워크의 개발은 AM HMnS 부품에 대한 프로세스 제어 및 자격 경로를 더욱 향상시킬 것으로 예상됩니다. 생태계가 성숙해짐에 따라 고망간강 적층 제조의 보다 넓은 채택을 지원하기 위해 신뢰할 수 있고 확장 가능하며 추적 가능한 공급망을 보장하는 데 중점을 두어야 합니다.

규제 기준 및 산업 지침 (예: ASTM, ISO)

고망간강 적층 제조(AM)에 대한 규제 환경은 기술의 성숙도와 자동차, 광업, 방산과 같은 주요 산업 전반의 채택이 증가함에 따라 빠르게 발전하고 있습니다. 2025년 현재, 주된 초점은 AM으로 제작된 고망간강 부품의 안전성, 신뢰성 및 재현성을 보장하기 위한 강력한 기준 및 지침을 수립하는 것입니다.

ASTM International은 적층 제조 공정 및 재료에 대한 표준을 개발하는 데 선두주자로 나서고 있습니다. 적층 제조 기술에 전념하는 ASTM F42 위원회는 일반 AM 공정을 다루는 여러 표준(예: ASTM F3184, F2924)을 발표하였으나 고망간강에 대한 특정 표준은 아직 개발 중입니다. 2024년, ASTM은 고망간 합금의 고유한 문제를 다루기 위한 작업 그룹을 시작했으며, 작업 그룹은 고망간강에 맞춰진 분말 특성, 공정 매개변수 및 후처리 요구 사항에 대한 초안을 2025년 말까지 발표할 것을 목표로 하고 있습니다.

국제적으로는 국제표준화기구(ISO)가 계속해서 ISO/TC 261 기술 위원회를 확대하여 AM 기준을 글로벌 차원에서 조화롭게 만들기 위해 ASTM과 긴밀히 협력하고 있습니다. ISO 17296 및 관련 문서는 AM 공정의 프레임워크를 제공하지만, ASTM과 마찬가지로 고망간강에 대한 구체적인 지침이 향후 몇 년 내에 등장할 것으로 예상됩니다. ISO 위원회는 고망간강 AM 부품의 기계적 성질 검증 및 미세구조 평가에 관한 기술 사양을 2026년까지 발표할 것으로 기대됩니다.

산업 컨소시엄 및 주요 AM 장비 제조업체들도 표준화 노력에 기여하고 있습니다. EOS GmbH 및 GE와 같은 기업들은 고망간강 분말 및 공정의 자격 부여를 가속화하기 위해 라운드 로빈 테스트 및 데이터 공유 이니셔티브에 적극 참여하고 있습니다. 이러한 협력은 최고의 관행을 수립하고 AM으로 제작된 고망간강 부품이 내마모성과 충격이 중요한 응용 분야의 최종 사용자의 엄격한 요구를 충족하도록 보장하는 데 필수적입니다.

앞으로 규제 기관은 특히 안전이 중요한 부문을 위해 고망간강 AM 부품의 인증 경로를 도입할 것으로 예상됩니다. 향후 몇 년 내에 분말 품질, 공정 제어, 기계 테스트 및 서비스 검사를 포함하는 종합적인 기준이 발표되어 고망간강 적층 제조의 산업적 채택과 규제 수용의 길을 열 것으로 보입니다.

도전 과제, 장벽 및 위험 요소

고망간강 적층 제조(AM)는 유망한 분야로 떠오르고 있지만, 2025년 현재 도전 과제, 장벽 및 위험 요소에 직면해 있습니다. 고망간강의 독특한 속성—뛰어난 작업 경화와 인성을 포함—이들이 어렵고 복잡한 AM 기술을 통해 가공하기 위해 이러한 특성을 활용하도록 만듭니다.

주요 기술적 도전 과제 중 하나는 레이저 분말베드 융합(LPBF) 및 직접 에너지 증착(DED)처럼 AM 과정의 고속 고화에서의 미세구조 제어입니다. 고망간강은 열 기울기 및 냉각 속도에 매우 민감하여 크랙, 다공성 및 바람직하지 않은 상형성을 초래할 수 있습니다. 원하는 오스테나이트 구조를 유지하고 마르텐사이트 또는 세멘타이드의 형성을 방지하여 취성을 피하는 것이 주요 연구 초점입니다. EOS GmbH 및 GE Additive와 같은 기업들은 이러한 금속학적 문제를 해결하기 위해 프로세스 매개변수 및 분말 공식을 적극적으로 개발하고 있지만, 강력하고 재현 가능한 솔루션은 여전히 개발 중입니다.

또 다른 장벽은 AM에 적합한 고망간강 분말의 가용성과 품질입니다. 필요한 순도, 입자 크기 분포 및 유동성을 갖춘 분말을 생산하는 것은 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 현재 상업 규모로 고망간강 분말을 제공할 수 있는 공급업체는 Höganäs AB와 같은 극히 제한적이며, 공급망은 더 확립된 AM 합금들(예: 스테인리스강 또는 니켈 슈퍼 합금)과 비교했을 때 상대적으로 미성숙 상태입니다.

프로세스 모니터링 및 품질 보증 또한 위험 요소로 작용합니다. 망간의 높은 반응성은 분말 처리 및 인쇄 과정에서 산화와 오염을 일으킬 수 있으므로 엄격한 대기 제어가 필요합니다. 더 나아가, 고망간 AM 부품에 대한 표준화된 후처리 및 열 처리 프로토콜의 부족은 철도, 광업 및 방산과 같은 안전이 중요한 산업에서 인증 및 채택을 복잡하게 만듭니다.

경제적 요인도 중요한 장벽 중 하나입니다. 고망간강 분말의 비용은 전문 장비 및 공정 개발의 필요성과 결합되어 고전통 제조에 비해 높은 부품 비용이 발생하게 됩니다. 이러한 요인은 고망간강의 독특한 특성이 프리미엄 가격을 정당화할 수 있는 틈새 응용에만 채택이 제한되는 원인이 됩니다.

앞으로 몇 년간 보다 많은 기업들이 R&D에 투자하고 산업 표준이 등장하겠지만, 기술적 및 경제적 장벽을 극복하기 위한 지속적인 협력이 필요할 것입니다. ASTM International와 같은 조직들이 AM 과정 및 재료를 표준화하기 위해 노력하고 있으며, 이는 넓은 산업 수용을 위한 필수적 요소가 될 것입니다. 그러나 이러한 기술적 및 경제적 장벽을 극복하려면 분말 생산업체, 기계 제조업체 및 최종 사용자 간의 협력이 계속 이루어져야 할 것입니다.

미래 전망: 혁신 로드맵 및 전략적 기회

고망간강 적층 제조(AM)에 대한 미래 전망은 기술 혁신, 산업 수요 및 전략적 투자의 융합에 의해 형성되고 있습니다. 2025년 현재 이 분야는 실험실 규모의 시연에서 조기 산업 채택으로 전환되고 있으며, 고망간강의 AM에서의 전체 잠재력을 활용하기 위해 공정 매개변수, 합금 설계 및 후처리를 최적화하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

주요 산업 기업들은 에너지, 운송 및 중장비 분야에서 사용하기 위한 고망간강의 독특한 작업 경화 및 극저온 인성과 같은 특성에 대한 연구를 강화하고 있습니다. GE와 Siemens는 특히 내마모성 및 충격 저항성이 중요한 부품을 위해 고망간강 AM을 탐색하고 있습니다. 이들 기업은 신뢰할 수 있는 AM 부품 성능을 위한 필수 조건인 일관된 원자재 품질을 보장하기 위해 가스 원자화와 같은 고급 분말 생산 방법에 투자하고 있습니다.

동시에 EOS와 TRUMPF와 같은 장비 제조업체는 고망간 합금과 관련된 온도 경계 및 고화 속도를 수용할 수 있도록 레이저 분말 베드 융합(LPBF) 및 직접 에너지 증착(DED) 시스템을 개선하고 있습니다. 2025-2027년 로드맵은 결함율을 감소시키고 기계적 특성을 향상시킬 것으로 예상되는 실시간 프로세스 모니터링 및 폐쇄 루프 제어의 통합을 포함하고 있습니다.

고망간강의 독특한 특성이 분명한 이점을 제공하는 분야에서 전략적 기회가 나타나고 있습니다. 예를 들어, 철도 및 광업 산업은 고망간강을 사용하여 고마모 부품의 신속한 수리 및 교체를 위한 AM을 평가하고 있으며, 이는 다운타임 및 재고 비용을 줄이는 데 기여할 수 있습니다. 글로벌 강철 생산업체인 ArcelorMittal은 이러한 요구가 많은 환경을 위해 맞춤형 고망간강 등급을 개발하기 위해 AM 기술 제공업체와 적극적으로 협력하고 있습니다.

앞으로 고망간강 AM에 대한 혁신 로드맵은 다음에 중점을 둡니다:

프린터블 및 서비스 성능을 위한 합금 설계 최적화, 공정성을 강화하기 위한 새로운 조성 개발 포함.
비용 효과적이며 지속 가능한 공급망을 보장하기 위한 분말 생산 및 재활용 기술의 확장.
안전이 중요한 응용을 위한 인증을 가속화하기 위한 산업 기구 및 컨소시엄에 의해 주도되는 자격 및 표준화 노력.
부품 품질을 더욱 개선하고 시장 출시 시간을 줄이기 위한 디지털 트윈 및 AI 기반 프로세스 제어의 통합.

2027년까지 이 분야는 중공업에서 고망간강 AM 부품의 첫 상업적 배치가 이루어질 것으로 예상되며, 자동차 및 에너지 인프라에서의 보다 광범위한 채택을 위한 지속적인 R&D가 이어질 것입니다. 소재 과학, AM 하드웨어, 최종 사용자 요구 간의 전략적 정렬은 고망간강 적층 제조의 전체 가치 제안을 실현하는 데 필수적입니다.

출처 및 참고 문헌

Aerospace Nozzle ADDITIVE Manufacturing

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고망간강 적층 생산: 파괴적 성장 및 혁신 전망 2025–2030

ByQuinn Parker