화학공학소재연구정보센터
학회 한국공업화학회
학술대회 2020년 가을 (10/28 ~ 10/30, 광주 김대중컨벤션센터(Kimdaejung Convention Center))
권호 24권 1호
발표분야 [특별] 제조현장 맞춤형 친환경에너지 및 산업공정기술
제목 파우더 베드 잉크젯 방식을 이용한 시멘트 3D 프린팅
초록 3D 프린팅 기술은 공정 재현성, 신속성, 정확성, 경제성으로 제조 분야에 널리 이용되고 있다. 그 중에서도 사형주조 분야는 주형제작을 위한 성형틀인 목형을 대처하거나 주형을 직접 인쇄하는 3D 프린팅 기술이 많이 연구되고 있다. 하지만 기존 재료인 페놀, 퓨란계 유기바인더의 연소에 의한 유독 가스 발생과 악취에 의한 작업성의 한계는 3D 프린팅 공정을 통한 해결이 필수적으로 요구되고 있다. 따라서 일반 수계 바인더를 이용해 경화가 가능한 시멘트를 이용한 사형주조를 3D 프린팅에 접목하였다. 주형 재료에 들어가는 시멘트는 용탕에 의한 고온에 적합한 내화용 시멘트로 알루미나 시멘트를 활용하고, 골재는 고온 열팽창 및 재생성에 용이한 Fused silica를 이용하였다. 또한, 이의 배합비를 조절하여 3D 프린팅 장비에 적층이 가능하도록 하였으며 최적의 3D 프린팅 성형 강도를 가지는 성형체를 제작하였다. 제작된 성형체는 콜로이달 실리카를 활용하여 표면 처리 및 열처리를 진행한 후 표면 해상도 및 강도를 개선하여 1300°C의 주철 용탕에 견디는 주형 및 최종 주물을 확인하였다.
저자 김홍대, 김태욱, 전승엽, 정보라, 이명진, 정승재
소속 한국생산기술(연)
키워드 사형주조; 주형; 3D 프린팅; 시멘트
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