3D프린팅 왁스 패턴을 이용한 정밀주조품 제작 '활기'

3D프린팅 왁스 패턴을 이용한 정밀주조품 제작 '활기'

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  • 승인 2018.01.22 19:01
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기자명 엄재성 jseom@snmnews.com
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주얼리, 덴탈업계 이어 산업용 정밀주조품 제조업체도 증가

 일반적으로 주조산업은 3D산업이자 전통산업의 영역에 속해 4차 산업혁명과는 관계가 없는 것으로 알고 있는 사람이 많다. 하지만 최근에는 주조업계에서도 스마트공장을 도입하고, 자동화와 함께 3D프린터 등 새로운 장비를 활용하려는 시도가 활발해지고 있다.

 특히, 정밀주조 분야에서는 3D프린터를 생산공정에 직접 적용하는 사례가 늘고 있으며, 이를 통해 생산성 향상과 원가 절감, 품질 향상 등을 달성할 수 있다는 긍정적인 인식이 커지고 있다.

 이와 같은 트렌드에 발 맞춰 세계 최대 3D프린터업체인 3D시스템즈의 국내 대리점인 (주)세중정보기술에서는 3D프린팅으로 제작한 왁스(Wax) 출력물을 이용하여 정밀주조품을 제작하는 과정과 더불어 직접 3D프린터로 출력한 마스터패턴을 활용해 만들어진 주얼리 제품들을 소개하기도 했다.

▲ 3D프린팅 왁스 패턴을 이용해 제작한 정밀주조품. (사진=(주)세중정보기술)

 (주)세중정보기술 관계자는 "아직까지 3D프린터를 단순한 시제품의 영역으로만 인식하고 계신 분들이 있는데 사실 3D프린터는 엔지니어링 플라스틱 및 금속 소재를 이용한 최종생산물 제작부터 금형과정에 활용되기까지 산업제조 과정에서 실로 다양한 쓰임새를 자랑하고 있다"고 밝혔다.

 (주)세중정보기술에서 소개한 3D프린터를 이용한 주조 과정은 다음과 같다.

 우선 3D프린터로 왁스 출력물을 제작(마스터 패턴/주물모형 형성)한다. 이것은 디자인된 3D 데이터 파일과 이것을 그대로 3D프린터로 불러와 출력한 왁스출력물이다. 주조 및 금형 제작을 위해 왁스로 금형에 들어가는 마스터패턴(금형을 만들기 위한 근본이 되는 모형)을 제작한 것이다.

 그 다음 제작된 왁스 출력물을 석고틀에 넣고 녹이면 열로 인해 석고 안의 왁스는 자연스럽게 녹아 없어지고, 석고 안에 디자인 형상에 따라 빈 공간이 형성된다. 이 빈 공간에 녹인 금속을 주입하면 정밀주조품이 완성된다.

 흡사 양초와 비슷한 100% 친환경 왁스(Wax)를 전용소재로 사용하는 3D시스템즈의 왁스 3D프린터(Projet 2500W, 3600W 시리즈)는 최대 16-32미크론까지 출력이 가능하기 때문에 초정밀 작업이 필요한 주얼리나 덴탈 분야에서 높은 활용도를 보이고 있다.

 (주)세중정보기술 측은 "왁스 3D프린터를 활용하면 많은 인력과 긴 시간을 필요로 했던 기존의 보석세공 공정과는 달리 3D프린터를 이용하면 정교한 보석에서부터 정밀부품, 전자제품까지 극도의 정교함과 복잡한 형상을 요하는 디자인의 제품들을 인베스트먼트 캐스팅 기법으로 쉽고 빠르게 제작할 수 있다"고 설명했다.

 현재 국내 주얼리업계에서는 이처럼 3D프린터를 활용한 정밀주조가 폭넓게 확산되었으며, 덴탈업계에서도 활용도가 증가하고 있다.

 또한 최근에는 산업용 정밀주조품 제작에 3D프린터를 활용하려는 업체 또한 증가하고 있다.

 항공 및 발전용 가스터빈 정밀 주조품과 터보기기용 정밀주조품을 주로 생산하고 있는 알피캐스트(대표이사 박경준)는 국내 자동차업계와 항공업계 등 다양한 고객사에 3D프린터를 활용한 주조제품을 납품하고 있다.

 알피캐스트 박경준 대표는 "3D프린팅 왁스 패턴을 이용한 정밀주조기법의 경우 금형 없이 개발, 제작하는 것이 가능하기 때문에 납기를 획기적으로 단축하면서 가격 경쟁력까지 확보할 수 있지만 아직 국내 주조업계에서는 이를 잘 모르고 있다"며 "국내 제조업계에 단순한 시제품 제작만이 아닌 실제 제조에 3D프린팅을 활용할 수 있다는 것을 널리 알리고 싶다"고 밝혔다. 

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