3D 프린팅에 적합한 모래 선택 – 다양한 응용 분야를 위한 데이터 기반 가이드

급속히 발전하고 있는 적층 제조 분야에서 모래 기반 3D 프린팅은 주형 금형부터 건축 프로토타입에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 주목받고 있습니다. 그러나 모든 모래가 동일한 것은 아닙니다. 다양한 사용 사례에 따라 성능, 비용 및 신뢰성을 최적화하기 위해 맞춤형 선택이 필요합니다.

1. 주조 및 금속 주조 응용 분야

왜 중요한가:

• 투기성 및 가스 발생 : 높은 투기성 모래는 블로홀과 같은 결함을 줄일 수 있습니다. 미국 주조 학회(American Foundry Society)의 연구에 따르면 400 Darcy 이상의 투기성(프리스 방법으로 측정)을 갖는 모래는 주조 다공성을 현저히 감소시켰습니다 35% (American Foundry Society, 2023).

• 열 거동 : 열팽창 계수가 낮은 모래(예: 6 × 10^–6 /°C)는 주입 시 금형 균열을 최소화합니다.

추천 모래 종류 : 입도 분포가 균일한 구형 규사(일반적으로 100–200마이크론)로, 열팽창 계수가 낮음.

2. 건축 및 예술 프로토타입

주요 평가 기준:

• 표면 마감 및 디테일 해상도 : 미세 입자 크기(약 50–100마이크론)의 중급 규사는 섬세한 디테일 재현을 지원함. ISO 2520 표준에 따르면 입자의 평균 입도가 200마이크론에서 80마이크론으로 감소할 때 프린팅 해상도가 최대 22% 까지 향상된다고 함 (ISO, 2022).

• 결합 효율성 : 더 미세한 모래는 결합제 접촉 표면적을 증가시켜 경화 강도를 높임. 녹색 상태 부품의 인장 강도가 18–25% 까지 향상된다는 보고 있음 (BinderTech 저널, 2024).

추천 모래 종류 : 날카로운 모서리와 섬세한 특징을 구현할 수 있는 입도가 잘 분급된 실리카 또는 지르콘 모래.

3. 기능적 프로토타입 및 구조 모델

성능 요구사항:

• 기계적 강도 및 안정성 : 실리카-지르콘 혼합물 또는 고강도 합성 모래는 표준 실리카의 20MPa 대비 인쇄 코어에서 30MPa 이상의 압축 강도를 달성함. (적층 제조 리뷰, 2024)

• 치수 정확도 : 낮은 미세입자 함량의 균일한 구형성이 ±100mm 부품에서 ±0.3mm 이하의 치수 공차를 향상시킴.

추천 모래 종류 : 강도와 인쇄 정밀도의 균형을 맞추기 위해 입도가 신중하게 조절된 고구형 실리카 또는 실리카-지르콘 복합재.

요약 표

자료 출처:

• American Foundry Society (2023), 주조 결함에 대한 모래 투과성의 영향

• ISO (2022), ISO 2520: 3D 모래 프린팅에서 입자 크기 효과 평가

• BinderTech Journal (2024), 추가 제조에서의 바인더-모래 상호작용 및 습식 강도

• Additive Manufacturing Review (2024), 구조 모델에서 복합 모래의 성능 지표

제조업체와 설계자들이 투과성, 해상도 또는 강도와 같은 적용 목적에 따라 모래 선택을 조율함으로써 인쇄된 부품의 최적 성능을 보장할 수 있습니다. 보다 상세한 데이터, 가이드라인 또는 모래 선택에 대한 기술 지원이 필요한 경우, 저희 기술 팀에 언제든지 문의해 주세요.