| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 봄 (05/15 ~ 05/16, 창원컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 1호 |
| 발표분야 | 제26회 신소재 심포지엄-3D Printing 심포지엄 |
| 제목 | 적층제조기술을 이용한 사형 및 정밀주조 부품 제조기술 Fabrication of Sand Casting and Investment Casting Parts by Additive Manufacturing |
| 초록 | 적층제조기술은 설계 아이디어를 CAD 또는 3D 스캐너에서 형성된 3차원 제품 디자인을 2차원 단면으로 연속적으로 재구성하여 소재를 한층씩 적층하는 방식이다. 적층제조기술의 상업화는 88년부터이나 그 이후 에너지 소스 및 제조방식의 다양화로 이제 막 기술적인 성숙기에 접어들어 장기적으로 커다란 시장 형성이 기대되고 있는 동시에 미래의 제조 경쟁력을 좌우할 기술로 손꼽히고 있으며, 기간 연구가 축적돼 있어야 제품화가 가능해 시장 진입 장벽이 높은 분야다. 적층제조에 사용되는 재료는 플라스틱뿐만 아니라 무기재료, 금속재료 등이 활용되며, 재료형태에 따른 분류는 액체기반형, 분말기반형, 고체기반형으로 분류한다. 첫째, 액체 기반형은 레이저나 강한 자외선을 이용해 재료를 순간적으로 경화시켜 형상을 제작하는 방식이다. 주로 빛에 의해 경화되는 광경화성 플라스틱을 재료로 사용한다. 둘째, 분말 기반형은 미세한 플라스틱 분말, 모래, 금속성분의 분말 등을 레이저나 접착제를 사용하여 만드는 방식이다. 마지막으로, 고체 기반형은 재료의 형태에 따라 세가지 방식으로 세분할 수 있다. 금속 와이어(wire) 또는 필라멘트 등 열가소성 재료를 열을 가해 녹인 후 노즐을 거쳐 압출되는 재료를 적층해 제작하는 방식으로 FDM 시스템이 대표적이며 금속 와이어를 사용하여 적층하는 EBF 방식도 사용된다. 마지막으로 얇은 필름형태나 박판형태로 플라스틱 또는 금속 소재를 레이저 커터나 절단 칼을 사용해 절단 후 적층하며 접착하여 조형하는 방식이다. 본 원고에서는 이러한 직접적인 소재로 적층하는 방식이 아닌 간접방식으로 사형주물 부품이나 초정밀 정밀주조에 사용되는 방법과 사용소재, 응용분야에 대해 설명하고자 한다. 사형주조용 몰드는 기본적으로 모래를 일정한 두께로 공급하여 레이저를 사용하거나 바인더를 이용하여 3차원 적인 입체공간을 만들어 주형을 만드는 것이며, 초정밀 정밀주조는 왁스의 성질을 가지는 PMMA 수지 등으로 3D 프린터에 의한 패턴을 제작하여 세라믹 코팅 후 열을 가하여 주조하는 방식으로 lost wax방식과 같은 방식이다. 이러한 사형주조부품이나 정밀부품을 3D프린터를 활용하게 되면 주형의 설계변경에도 능동적인 대처가 가능하며, 목형이나 금형 제작도 필요없어 양산을 위한 초기 프로토 타입 제작의 비용과 시간의 절약이 가능해진다. 향후 금속분말 제조기술과 함께 이를 직접 성형하는 장비 및 주조용 금형 및 사형주조산업이 부가가치가 높아 유망하다고 판단되며 적극적인 투자로 기술 및 산업기반 구축이 필요하다. |
| 저자 | 강민철 |
| 소속 | (사)3D프린팅연구조합 |
| 키워드 | additive manufacturing; sand casting; Investment casting |
