KR102303931B1 - 3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물 및 이를 이용한 3차원 프린팅 장치 - Google Patents

3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물 및 이를 이용한 3차원 프린팅 장치 Download PDF

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Abstract

3차원 프린팅용 분체 조성물, 바인더 조성물 및 이를 이용한 3차원 프린팅 장치가 개시된다. 3차원 프린팅용 분체 조성물은 시멘트; 석고; 및 모래;를 포함할 수 있다.

Description

3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물 및 이를 이용한 3차원 프린팅 장치{POWDER COMPOSITION FOR THREE DIMENSIONAL BINDER JET PRINTING AND THREE DIMENSIONAL PRINTER USING THE POWDER COMPOSITION}
본 개시는 3차원 프린팅용 분체 조성물, 바인더 조성물 및 이를 이용한 3차원 프린팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 3차원 프린팅은 원료를 사출, 적층 또는 응고시켜 3차원 형태의 고체 출력물을 제작하는 기술로 잘 알려져 있다. 3차원 프린팅에 이용되는 소재로는 ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PLA(poly lactic acid), 아크릴, PC(polycarbonate) 같은 플라스틱, 다양한 금속류, 파우더, 왁스, 고무, 톱밥, 종이, 유리, 세라믹 등의 다양한 종류를 포함한다. 또한, 3D 프린팅은 사용되는 소재에 따라 PBP(Powder bed & inkjet head 3D printing), SLS(selective laser sintering), DLP(digital light processing), SLA(stereolithography), PolyJet(photopolymer jetting technology), FDM(fused deposition modeling), MJM(multi jet modeling), LOM(laminated object manufacturing), AOM(anti-gravity object modeling) 등의 방식으로 세분화될 수 있다. 이와 관련하여, 대한민국 등록특허공보 제10-1572518호에는 3차원 형상의 성형물을 제조하는 기술이 제시된 바 있다.
그런데, 최근에는 조경구조물의 형태가 정형화되지 않고, 곡면과 유선형을 포함하는 등 독창적인 형태로 제조됨으로써 사용자들에게 시각적인 심미감을 느끼게 해줄 수 있는 다양한 디자인의 비정형 조경구조물 제작이 요구되고 있다. 하지만, 비정형 조형구조물은 일반적인 구조물에 비해 상대적으로 복잡한 구조와 형태를 가짐으로 인해 제작 단가가 비싼 편이고, 제작 기간도 길고, 제작자의 숙련도에 따라 완성도가 상이할 뿐더러 오차가 발생하여 정밀도가 떨어질 우려가 있었다. 또한, 모르타르 또는 콘크리트로 특정 형상을 제조하는 방식은 거푸집을 반드시 필요로 하기 때문에 거푸집 준비로 인해 공정이 복잡해지고 전체적인 제작 비용이 증가되는 면이 있었다.
한편, 바인더 젯 프린팅 기술은 분말 형태의 소재 위에 액체 접착제인 바인더를 분사시켜 분말 입자들을 결합시키고 적층하면서 출력물을 만들어내는 방식인데, 사용되는 분말 입자의 형상이 구체처럼 일정하지 않을 경우에는 적층시 표면 상태가 고르지 못하여 출력물의 품질을 저하시키는 문제가 있었다.
아울러, 기존의 바인더 젯 방식에서 플라스틱 또는 금속 소재를 이용하여 출력할 경우에는 소성 공정과 표면처리 공정이 수행되어야 하기 때문에 출력물의 제조 단가를 절감하기가 쉽지 않았다. 따라서, 종래의 문제점들을 개선한 새로운 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 개시의 기술적 사상은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 바인더 젯 장비를 이용한 출력물의 제작이 용이한 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 개시의 기술적 사상은 바인더 젯 장비를 이용한 출력물의 제작 단가를 절감할 수 있는 기술을 제공하는데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 개시의 기술적 사상은 바인더 젯 장비를 이용한 출력시 소성 공정이나 표면처리 공정을 생략하여 출력물의 제조 단가를 절감할 수 있는 기술을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
아울러, 본 개시의 기술적 사상은 거푸집이 없어도 모르타르나 콘크리트로 원하는 형상의 출력물을 제조할 수 있는 기술을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태로서, 3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물은 시멘트; 석고; 및 모래;를 포함하고, 상기 모래는 평균입경이 0.08~0.15mm인 규사 8호사로 마련되고, 상기 시멘트는 35~50 중량%이고, 상기 석고는 5~15 중량%이고, 상기 모래는 40~60 중량%로 마련되며, 상기 3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물은, 규산나트륨 30~40 중량%와 물 40~60 중량%와 증점제 5~25 중량%를 포함하는 3차원 프린팅용 바인더 조성물과 만날 때 경화된다.
또한, 시멘트는 CSA(Calcium sulfoaluminate) 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트 및 보통 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나, 이들 중 둘 이상의 혼합 시멘트이고, 상기 모래는 평균입경이 0.08~0.18mm일 수 있다.
그리고, 시멘트는 35~50 중량%이고, 상기 석고는 5~15 중량%이고, 상기 모래는 40~60 중량%로 마련될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시형태로서, 3차원 프린팅용 바인더 조성물은 규산나트륨; 물; 및 증점제;를 포함할 수 있다.
아울러, 규산나트륨은 30~40 중량%이고, 상기 물은 40~60 중량%이고, 상기 증점제는 5~25 중량%로 마련될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시형태로서, 3차원 프린팅 장치는 전술한 분체 조성물을 수용하는 공간이 마련된 제1챔버; 상기 제1챔버 내에 수용된 상기 분체 조성물을 수직 방향으로 이동시키는 분체공급유닛; 상기 분체 조성물을 수평 방향으로 이송하는 분체이송유닛; 상기 분체이송유닛에 의해 이송된 분체 조성물을 수용하는 공간이 마련된 제2챔버; 상기 제2챔버로 이송된 분체 조성물을 지지하도록 마련된 베드; 및 전술한 바인더 조성물을 분사하는 분사유닛;을 포함할 수 있다.
상술한 과제의 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 3차원 프린팅용 분체 조성물과 바인더 조성물을 이용하여 3차원 출력물을 제조할 수 있으므로 비정형 조경구조물의 제작이 용이하고 제조비를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 정밀도가 우수하여 원하는 형상으로 출력할 수 있고, 급결 성능과 표면 마감이 우수한 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 출력물의 강도와 표면 품질이 우수하여 출력시 소성 공정이나 표면처리 공정을 생략할 수 있고, 기존의 플라스틱이나 금속 소재를 이용한 바인더 젯 출력 방식에 비해 출력물의 제조 단가를 절감할 수 있다.
아울러, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 거푸집을 사용하지 않아도 사용자가 의도하는 형상의 출력물을 용이하게 제조할 수 있고, 거푸집을 사용하는 기존 방식에 비해 제조비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 거푸집을 제조하는 공정을 생략할 수 있으므로 공정이 단순화되어 공정 시간이 단축되고 생산성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 출력물을 촬영한 사진이다.
도3은 비교예 1에 따른 3차원 출력물을 촬영한 사진이다.
도4는 비교예 2에 따른 3차원 출력물을 촬영한 사진이다.
도5는 실시예 13에 따른 바인더 조성물이 토출되어 분체 조성물과 만나면서 형성된 선을 촬영한 사진이다.
도6은 비교예 11에 따른 바인더 조성물이 토출되어 분체 조성물과 만나면서 형성된 선을 촬영한 사진이다.
도7은 비교예 12에 따른 바인더 조성물이 토출되어 분체 조성물과 만나면서 형성된 선을 촬영한 사진이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 출력물을 촬영한 사진이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 명세서에서 본 발명의 "일" 또는 "하나의" 실시예에 대한 언급들은 반드시 동일한 실시예에 대한 것은 아니며, 이들은 적어도 하나를 의미한다는 것에 유의해야 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다른 의미를 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
본 개시의 실시예들을 설명하기 위하여 참조되는 도면은 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 의도적으로 크기, 높이, 두께 등이 과장되어 표현되어 있으며, 비율에 따라 확대 또는 축소된 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 어느 구성요소는 의도적으로 축소되어 표현되고, 다른 구성요소는 의도적으로 확대되어 표현될 수 있다.
<3차원 프린팅용 분체 조성물에 대한 설명>
일 실시예에서 3차원 프린팅용 분체 조성물은 시멘트, 석고 및 모래를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 시멘트는 비표면적이 3,000~6,000㎠/g이고, 총 알칼리량(Total Alkali; T.A)이 0.6중량% 이하인 재료로 적용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 시멘트는 CSA(Calcium sulfoaluminate) 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트 및 보통 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 적용되거나, 이들 중 둘 이상을 혼합한 혼합 시멘트로 적용될 수 있다.
일 실시예에 따른 시멘트의 함량은 35~50 중량%로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 시멘트의 함량은 35 중량%, 36 중량%, 37 중량%, 38 중량%, 39 중량%, 40 중량%, 41 중량%, 42 중량%, 43 중량%, 44 중량%, 45 중량%, 46 중량%, 47 중량%, 48 중량%, 49 중량% 또는 50 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 시멘트의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 시멘트의 함량 범위는 35 중량% 내지 50 중량%, 37 중량% 내지 48 중량%, 39 중량% 내지 46 중량%, 40 중량% 내지 44 중량%, 40 중량% 내지 42 중량% 또는 35 중량% 내지 40 중량%의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 시멘트는 상기의 범위 내에서 급결 성능과 출력물의 정밀도를 우수한 수준으로 유지할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어인 "급결 성능"은 분체 조성물과 바인더 조성물이 만나서 신속하게 굳는 것을 의미한다.
만일, 시멘트가 35 중량% 미만일 경우에는 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되고, 출력물의 표면에 물이 번진 것과 같은 자국(즉, 물번짐 자국)이 만들어질 우려가 있고, 50 중량%를 초과하면 너무 빠른 속도로 급결이 이뤄지면서 출력물의 표면에 울퉁불퉁한 선 자국 등의 출력 흔적이 남거나, 출력시 윗층과 아래층 간의 흡착이 원활하지 못하여 적층 불량 현상을 초래할 수 있으므로 시멘트의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
한편, 일 구체예에서 시멘트가 조강 포틀랜드 시멘트와 CSA 시멘트가 혼합된 혼합 시멘트로 적용될 경우, 혼합 시멘트 총 중량 100 중량%를 기준으로, 조강 포틀랜드 시멘트는 20~50 중량%이고, CSA 시멘트는 50~80 중량%로 마련될 수 있다. 혼합 시멘트의 총 중량 내에서 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 상대적으로 CSA 시멘트의 함량이 높아지면서 제조 단가가 상승하며, 조강 포틀랜드 시멘트의 함량이 50 중량%를 초과하면 혼합 시멘트의 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 만들어질 우려가 있다. 또한, 혼합 시멘트의 총 중량 내에서 CSA 시멘트의 함량이 50 중량% 미만인 경우에는 혼합 시멘트의 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 품질이 저하되고, CSA 시멘트의 함량이 80 중량%를 초과하면 제조 단가가 상승할 우려가 있다.
일 실시예에서 모래는 평균입경이 0.08~0.15mm로 적용될 수 있다. 만일, 모래의 평균입경이 0.15mm보다 큰 경우에는 3차원 프린팅시 출력물의 표면이 거칠어져 출력 품질이 저하될 수 있고, 평균입경이 0.08mm보다 작은 경우에는 후술될 베드 위에 모래 입자들이 균일하게 도포되지 못하고 모래 입자들이 뭉치면서 적층 불량 현상이 일어날 수 있고, 정밀도가 떨어져 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성될 우려가 있다.
일 구체예에서 모래는 규사 8호사로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 모래의 함량은 40~60 중량%로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 모래의 함량은 40 중량%, 41 중량%, 42 중량%, 43 중량%, 44 중량%, 45 중량%, 46 중량%, 47 중량%, 48 중량%, 49 중량%, 50 중량%, 51 중량%, 52 중량%, 53 중량%, 54 중량%, 55 중량%, 56 중량%, 57 중량%, 58 중량%, 59 중량% 또는 60 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 모래의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 모래의 함량 범위는 40 중량% 내지 60 중량%, 42 중량% 내지 58 중량%, 44 중량% 내지 56 중량%, 46 중량% 내지 54 중량%, 48 중량% 내지 52 중량%, 40 중량% 내지 50 중량%, 45 중량% 내지 55 중량% 또는 55 중량% 내지 60 중량%의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 모래는 상기의 범위 내에서 급결 성능과 출력물의 정밀도를 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 모래가 40 중량% 미만일 경우에는 상대적으로 CSA 시멘트의 함량이 많아져 너무 빠른 속도로 급결이 이뤄지면서 출력물의 표면에 울퉁불퉁한 선 자국 등의 출력 흔적이 남거나, 출력시 윗층과 아래층 간의 흡착이 원활하지 못하여 적층 불량 현상을 초래할 수 있고, 60 중량%를 초과하면 상대적으로 CSA 시멘트의 함량이 적어져 급결 성능이 떨어지고 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 만들어질 우려가 있으므로 모래의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 석고(gypsum)는 비표면적이 5,000~6,000㎠/g인 재료이며, 시멘트의 급결 성능을 촉진하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 석고의 함량은 5~15 중량%로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 석고의 함량은 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량%, 12 중량%, 13 중량%, 14 중량% 또는 15 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 석고의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 석고의 함량 범위는 5 중량% 내지 15 중량%, 7 중량% 내지 13 중량%, 9 중량% 내지 11 중량%, 10 중량% 내지 12 중량%, 5 중량% 내지 10 중량% 또는 10 중량% 내지 15 중량%의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 석고는 상기의 범위 내에서 급결 성능과 출력물의 정밀도를 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 석고가 5 중량% 미만일 경우에는 시멘트의 급결 성능을 촉진하지 못하여 분체 조성물의 급결 성능이 떨어지고 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되거나 출력물의 표면에 물번짐 자국이 만들어질 수 있고, 15 중량%를 초과하면 석고가 바인더 조성물과 반응시 팽창되면서 출력물의 표면에 균열이 발생할 우려가 있으므로 석고의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
<3차원 프린팅용 바인더 조성물에 대한 설명>
일 실시예에서 3차원 프린팅용 바인더 조성물은 규산나트륨, 물 및 증점제를 포함할 수 있다.
일 실시예에서 규산나트륨의 함량은 30~40 중량%로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 규산나트륨의 함량은 30 중량%, 31 중량%, 32 중량%, 33 중량%, 34 중량%, 35 중량%, 36 중량%, 37 중량%, 38 중량%, 39 중량% 또는 40 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 규산나트륨의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 규산나트륨의 함량 범위는 30 중량% 내지 40 중량%, 32 중량% 내지 38 중량%, 34 중량% 내지 36 중량%, 30 중량% 내지 35 중량% 또는 35 중량% 내지 40 중량%의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 규산나트륨은 상기의 범위 내에서 급결 성능과 출력물의 정밀도를 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 규산나트륨이 30 중량% 미만일 경우에는 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 만들어질 수 있고, 40 중량%를 초과하면 너무 빠른 속도로 급결이 이뤄지면서 출력물의 표면에 울퉁불퉁한 선 자국 등의 출력 흔적이 남거나, 출력시 윗층과 아래층 간의 흡착이 원활하지 못하여 적층 불량 현상을 초래할 수 있으므로 규산나트륨의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서 물의 함량은 40~60 중량%로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 물의 함량은 40 중량%, 41 중량%, 42 중량%, 43 중량%, 44 중량%, 45 중량%, 46 중량%, 47 중량%, 48 중량%, 49 중량%, 50 중량%, 51 중량%, 52 중량%, 53 중량%, 54 중량%, 55 중량%, 56 중량%, 57 중량%, 58 중량%, 59 중량% 또는 60 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 물의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 물의 함량 범위는 40 중량% 내지 60 중량%, 42 중량% 내지 58 중량%, 44 중량% 내지 56 중량%, 46 중량% 내지 54 중량%, 48 중량% 내지 52 중량%, 40 중량% 내지 50 중량%, 45 중량% 내지 55 중량% 또는 55 중량% 내지 60 중량%의 범위로 마련될 수 있다.
일 실시예에서 증점제는 전분계 고분자로 마련될 수 있다. 예를 들어, 전분계 고분자는 카르복시메틸 전분, 카르복시에틸 전분, 메틸하이드록시프로필 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나로 마련될 수 있다. 또한, 일 실시예에서 증점제의 함량은 5~25 중량%로 적용될 수 있다. 구체적인 예로서, 증점제의 함량은 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량%, 12 중량%, 13 중량%, 14 중량%, 15 중량%, 16 중량%, 17 중량%, 18 중량%, 19 중량%, 20 중량%, 21 중량%, 22 중량%, 23 중량%, 24 중량% 또는 25 중량%로 마련될 수 있다. 또한, 증점제의 함량은 상기 수치 중 하나 이상 및 상기 수치 중 하나 이하의 범위가 될 수 있다.
예를 들어, 증점제의 함량 범위는 5 중량% 내지 25 중량%, 5 중량% 내지 20 중량%, 5 중량% 내지 15 중량%, 5 중량% 내지 10 중량% 또는 15 중량% 내지 25 중량%의 범위로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따른 증점제는 상기의 범위 내에서 바인더 조성물의 점도와 작업성을 우수한 수준으로 유지할 수 있다.
만일, 증점제가 5 중량% 미만일 경우에는 바인더 조성물의 점도가 너무 낮아짐으로 인해 바인더 조성물이 노즐을 통해 토출되면서 형성되는 선의 정밀도가 저하되고, 25 중량%를 초과하면 바인더 조성물의 점도가 너무 높아지면서 노즐의 토출 압력이 상승하게 되고, 바인더 조성물의 토출시 베드에 깔려있던 분체 조성물층 일부가 휘날리면서 분체 조성물층이 움푹 파이는 현상이 발생할 우려가 있으므로 증점제의 함량은 전술한 범위 이내에서 실시되는 것이 바람직하다.
<3차원 프린팅 장치에 대한 설명>
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도1을 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치(10)는 제1챔버(100), 분체공급유닛(200), 분체이송유닛(300), 제2챔버(400), 베드(500) 및 분사유닛(600)을 포함할 수 있다.
제1챔버(100)는 3차원 프린팅용 분체 조성물(710)을 수용하는 공간이 마련된 챔버이다. 일 실시예에서 제1챔버(100)는 제1격벽(110)과 제2격벽(410) 사이의 공간이다. 제1챔버(100) 내에는 분체공급유닛(200)이 위치하며, 분체공급유닛(200)은 분체 조성물(710)을 수직 방향(즉, 상하 방향)으로 이동시킬 수 있다.
분체이송유닛(300)은 제1챔버(100)의 상측에 위치하며, 분체공급유닛(200)이 이동하는 방향과 수직 방향(즉, 수평 방향)으로 이동하면서 제1챔버(100) 내에 있던 분체 조성물(710)을 제2챔버(400) 방향으로 이송할 수 있다. 또한, 분체이송유닛(300)은 제1챔버(100)로부터 제2챔버(400) 방향으로 이동하면서 분체 조성물(720)이 베드(500) 위에서 균일한 두께로 깔리도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 베드(500) 위에서 한 개의 레이어(layer)가 600㎛ 두께로 형성되려면, 분체이송유닛(300)이 분체 조성물(710)을 1회 이송하여 600㎛ 두께의 레이어를 베드(500) 위에서 한번에 형성할 수도 있으나, 분체 조성물(710)을 구성하는 분말 입자의 형상이 일정하지 않고 다양한 형태(예를 들어, 구형, 육각형, 판형 등)를 가질 경우에는 적층된 레이어의 표면 상태가 고르지 않고 울퉁불퉁해져 베드(500) 위에서 복수개의 레이어가 적층되는 것이 용이하지 않고, 출력물의 품질이 저하될 우려가 있다.
그러나, 일 실시예에서 분체이송유닛(300)은 한 개의 레이어의 두께를 n등분(여기서, n은 2 이상의 자연수)하고 n등분된 두께만큼 복수회로 나누어 제2챔버(400)로 이송함으로써, 베드(500) 위에 적층되는 레이어의 표면 상태를 양호하게 조절할 수 있다. 일 구체예에 따르면, 사전에 설정된 한 개의 레이어의 두께가 600㎛인 경우, 분체이송유닛(300)은 600㎛를 5등분하고, 1회 이송시 베드(500) 위에 120㎛의 두께로 적층되도록 이송하며, 총 5회 이송하여 베드(500) 위에 600㎛ 두께의 제1레이어를 형성할 수 있다. 따라서, 분체 조성물(710)을 구성하는 분말 입자의 형상이 일정하지 않고 다양한 형태를 가지더라도, 적층된 레이어의 표면 상태를 양호하게 조절할 수 있다.
제2챔버(400)는 분체이송유닛(300)에 의해 이송된 분체 조성물(720)을 수용하는 공간이 마련된 챔버이다. 일 실시예에서 제2챔버(400)는 제2격벽(410)과 제3격벽(420) 사이의 공간이다.
베드(500)는 제2챔버(400) 내에 위치하며, 분체이송유닛(300)에 의해 제2챔버(400)로 이송된 분체 조성물(720)을 지지할 수 있다. 또한, 베드(500)는 수직 방향(즉, 상하 방향)으로 이동할 수 있다.
분사유닛(600)은 베드(500)의 상측에 위치하며, 3차원 프린팅용 바인더 조성물을 분사할 수 있다. 또한, 분사유닛(600)은 히팅부재(미도시)를 포함할 수 있고, 히팅부재는 분사유닛(600)의 온도를 20~50℃로 조절할 수 있다.
도1을 참조하여 3차원 프린팅이 이루어지는 과정을 설명하면 다음과 같다. 도1의 (a)에 도시된 바와 같이, 분체공급유닛(200)이 상측 방향으로 일정 거리만큼 이동하면 분체이송유닛(300)이 제1챔버(100)에서 제2챔버(400) 방향(즉, 좌측에서 우측으로)으로 이동하면서 제1챔버(100) 내에 있던 분체 조성물 중 일부를 제2챔버(400)쪽으로 이송하게 된다. 이때, 분체이송유닛(300)은 사전에 설정된 한 개의 레이어의 두께를 n등분하고, 분할된 두께만큼 n회 이송할 수 있다.
도1의 (b)에 도시된 바와 같이, 분체이송유닛(300)은 최초 위치로 복귀하게 되고, 베드(500) 위에 일정한 두께(예를 들어, 400~800㎛)로 분체 조성물(720)이 깔리면서 한 개의 레이어가 형성된 후, 분사유닛(600)이 기지정된 지점에 3차원 프린팅용 바인더 조성물을 분사하게 된다. 분사된 바인더 조성물과 분체 조성물(720)이 만나는 지점에서는 급결이 이루어지면서 경화가 일어난다. 바인더 조성물의 분사가 완료되면 베드(500)는 하측 방향으로 일정 거리만큼 이동하게 된다.
도1의 (c)에 도시된 바와 같이, 분체공급유닛(200)이 상측 방향으로 일정 거리만큼 이동하면 분체이송유닛(300)이 제1챔버(100)에서 제2챔버(400) 방향으로 이동하면서 제1챔버(100) 내에 있던 분체 조성물 중 일부를 제2챔버(400)쪽으로 이송하게 된다. 베드(500) 위에 일정한 두께로 분체 조성물(720)이 깔리면서 레이어가 형성되면 분사유닛(600)은 기지정된 지점에 3차원 프린팅용 바인더 조성물을 분사하게 된다. 분사된 바인더 조성물과 분체 조성물(720)이 만나는 지점에서는 급결이 이루어지면서 경화가 일어난다. 바인더 조성물의 분사가 완료되면 베드(500)는 하측 방향으로 일정 거리만큼 이동하게 된다. 따라서, 도1의 (a) 내지 (c)의 반복되는 레이어의 적층 및 경화 과정을 통해서 3차원의 입체적인 출력물(20)이 제조될 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예시에 불과하므로 본 발명의 권리범위가 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
3차원 프린팅 출력물의 제조
<실시예 1~4, 비교예 1~2>
아래 표1에서와 같은 조성으로 분체 조성물을 혼합하되, 하기 표1에 기재된 함량(단위: g)으로 시멘트(조강 포틀랜드 시멘트와 CSA 시멘트의 중량비가 50:50으로 혼합된 혼합 시멘트), 석고 및 모래(평균입경이 0.08~0.15mm인 규사 8호사)를 1L의 용기에 배합하고, 1시간 동안 교반하여 분체 조성물을 제조하였다. 그리고, 별도의 1L의 용기에 규산나트륨 35g, 물 55g 및 증점제 10g을 배합하고, 1시간 동안 교반하여 바인더 조성물을 제조하였다. 그 후, 제조된 분체 조성물을 제1챔버(100) 내에 투입하고, 제조된 바인더 조성물을 분사유닛(600) 내에 투입하였다. 분사유닛(600)의 토출압은 1bar이고 분사유닛(600)의 온도는 40℃로 설정하였다. 베드(500) 위에 적층되는 하나의 레이어의 두께는 600㎛로 설정되었다. 분체공급유닛(200)이 상측 방향으로 일정 거리만큼 이동하면, 분체이송유닛(300)이 제1챔버(100)에서 제2챔버(400) 방향으로 이동하면서 제1챔버(100) 내에 있던 분체 조성물 중 일부를 제2챔버(400)쪽으로 이송하되, 1회 이송시 베드(500) 위에 120㎛의 두께로 적층되도록 이송량을 조절하였다. 분체이송유닛(300)이 5회 이송하여 베드(500) 위에 600㎛ 두께로 분체 조성물이 깔리면서 제1레이어가 형성되면 분사유닛(600)은 기지정된 지점에 바인더 조성물을 분사하는 방식으로 출력물을 제조하되, 이러한 과정을 1시간 동안 반복 수행하여 3차원의 입체적인 출력물을 제조하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
시멘트 35 40 45 50 30 55
석고 15 10 5 5 15 5
모래 50 50 50 45 55 40
<실시예 5~7, 비교예 3~4>
아래 표2에서와 같은 조성으로 분체 조성물을 혼합하되, 하기 표2에 기재된 함량(단위: g)으로 시멘트(조강 포틀랜드 시멘트와 CSA 시멘트의 중량비가 50:50으로 혼합된 혼합 시멘트), 석고 및 모래(평균입경이 0.08~0.15mm인 규사 8호사)를 1L의 용기에 배합하고, 1시간 동안 교반하여 분체 조성물을 제조한 것을 제외한 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 3차원의 입체적인 출력물을 제조하였다.
실시예5 실시예6 실시예7 비교예3 비교예4
시멘트 45 40 35 50 35
석고 5 10 15 0 20
모래 50 50 50 50 45
<실시예 8~10, 비교예 5~6>
아래 표3에서와 같은 조성으로 분체 조성물을 혼합하되, 하기 표3에 기재된 함량(단위: g)으로 시멘트(조강 포틀랜드 시멘트와 CSA 시멘트의 중량비가 50:50으로 혼합된 혼합 시멘트), 석고 및 모래(평균입경이 0.08~0.15mm인 규사 8호사)를 1L의 용기에 배합하고, 1시간 동안 교반하여 분체 조성물을 제조한 것을 제외한 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 3차원의 입체적인 출력물을 제조하였다.
실시예8 실시예9 실시예10 비교예5 비교예6
시멘트 45 40 35 55 25
석고 15 10 5 15 5
모래 40 50 60 30 70
<실시예 11, 비교예 7~8>
아래 표4에서와 같은 조성으로 분체 조성물을 혼합하되, 하기 표4에 기재된 함량(단위: g)으로 시멘트(조강 포틀랜드 시멘트와 CSA 시멘트의 중량비가 50:50으로 혼합된 혼합 시멘트), 석고 및 모래(실시예 11의 모래는 평균입경이 0.08~0.15mm인 규사 8호사, 비교예 7의 모래는 평균입경이 0.18~0.25mm인 규사 7호사, 비교예 8의 모래는 평균입경이 46㎛인 석회석 미분말(lime stone powder))를 1L의 용기에 배합하고, 1시간 동안 교반하여 분체 조성물을 제조한 것을 제외한 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 3차원의 입체적인 출력물을 제조하였다.
실시예11 비교예7 비교예8
시멘트 40 40 40
석고 10 10 10
모래 50 50 50
<실시예 12~14, 비교예 9~10>
아래 표5에서와 같은 조성으로 바인더 조성물을 혼합하되, 하기 표5에 기재된 함량(단위: g)으로 규산나트륨, 물, 증점제를 1L의 용기에 배합하고, 1시간 동안 교반하여 바인더 조성물을 제조한 것을 제외한 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 3차원의 입체적인 출력물을 제조하였다.
실시예12 실시예13 실시예14 비교예9 비교예10
규산나트륨 30 35 40 25 45
물 60 55 50 60 45
증점제 10 10 10 15 10
<실시예 15~19, 비교예 11~12>
아래 표6에서와 같은 조성으로 바인더 조성물을 혼합하되, 하기 표6에 기재된 함량(단위: g)으로 규산나트륨, 물, 증점제를 1L의 용기에 배합하고, 1시간 동안 교반하여 바인더 조성물을 제조한 것을 제외한 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 3차원의 입체적인 출력물을 제조하였다.
실시예15 실시예16 실시예17 실시예18 실시예19 비교예11 비교예12
규산나트륨 35 35 35 30 25 40 30
물 60 55 50 50 50 60 40
증점제 5 10 15 20 25 0 30
<실시예 20~23, 비교예 13>
아래 표7에서와 같은 조성으로 시멘트를 준비하되, 하기 표7에 기재된 함량(단위: g)으로 조강 포틀랜드 시멘트와 CSA 시멘트를 혼합하여 100g의 혼합 시멘트를 만들고, 100g의 혼합 시멘트 중에 40g을 취하여 사용한 것을 제외한 나머지 사항은 실시예 2와 동일하게 설정하여 3차원의 입체적인 출력물을 제조하였다.
실시예20 실시예21 실시예22 실시예23 비교예13
CSA 시멘트 50 60 70 80 40
조강 포틀랜드 시멘트 50 40 30 20 60
3차원 프린팅 출력물의 품질 평가
각 실시예 및 비교예별 출력물의 외관을 육안으로 관찰하여 출력 품질을 평가하되, 출력물의 표면에 울퉁불퉁한 선 자국 등의 출력 흔적이 남아있는지를 확인하고, 출력 흔적이 남아 있으면 품질이 불량이라고 평가하였다. 또한, 베드 위에 분체 조성물이 깔릴 때 분체 입자들 간에 뭉침 현상이 발견되거나 출력시 윗층과 아래층 간의 흡착이 원활하지 못해 적층이 제대로 이루어지지 않은 경우에는 품질이 불량이라고 평가하였다. 그리고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 있거나 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성된 경우에는 품질이 불량이라고 평가하였다. 또한, 바인더 조성물이 토출되어 분체 조성물과 만나면서 형성된 선의 외곽 부분이 매끄럽지 않고 울퉁불퉁한 경우에는 품질이 불량이라고 평가하였다. 아울러, 바인더 조성물이 토출될 때, 베드에 깔려있던 분체 조성물층 일부가 휘날리면서 분체 조성물층이 움푹 파이는 현상이 발생한 경우에는 품질이 불량이라고 평가하였다. 그리고, 출력물의 표면에 균열이 발생한 경우에는 품질이 불량이라고 평가하였다. 전술한 기준에 모두 해당하지 않는 경우에는 품질이 양호라고 평가하였다. 한편, ASTM C109의 방법으로 각 실시예 및 비교예별 출력물의 재령 7일의 압축강도를 평가하였다. 평가 결과를 표8, 표9, 표10, 표11, 표12, 표13, 표14에 기재하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
출력 품질 양호 양호 양호 양호 불량 불량
압축 강도 4.1MPa 3.8MPa 4.2MPa 4.5MPa 1.3MPa 2.7MPa
표8에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4는 출력물의 품질이 우수한 반면, 비교예 1은 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 만들어진 것이 관찰되어 품질이 불량하였고, 비교예 2는 너무 빠른 속도로 급결이 일어나면서 출력물의 표면에 울퉁불퉁한 선 자국 등의 출력 흔적이 남았고, 출력시 윗층과 아래층 간의 흡착이 원활하지 못하여 적층 불량 현상이 확인되었다. 또한, 비교예 1 및 2는 실시예들에 비해 압축강도가 상대적으로 저하된 것을 알 수 있다.
도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 3차원 출력물을 촬영한 사진이고, 도3은 비교예 1에 따른 3차원 출력물을 촬영한 사진이고, 도4는 비교예 2에 따른 3차원 출력물을 촬영한 사진이다. 도2 내지 도4를 참조하면, 제2실시예에 따른 출력물은 출력물의 윤곽이 선명하게 형성되고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이나 울퉁불퉁한 선 자국이 없고 매끈한 표면인 것을 확인할 수 있는 반면, 비교예 1에 따른 출력물은 실시예 2에 비해 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되었고, 출력물의 표면에 물이 번진 것 같은 자국이 만들어진 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2에 따른 출력물은 출력물의 표면이 매끄럽지 못하고, 울퉁불퉁한 출력 흔적이 남아있음을 확인할 수 있다.
실시예5 실시예6 실시예7 비교예3 비교예4
출력 품질 양호 양호 양호 불량 불량
압축 강도 4.2MPa 3.8MPa 3.6MPa 3.8MPa
(표면불량)		 1.9MPa
표9에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 5 내지 실시예 7은 출력물의 품질이 우수한 반면, 비교예 3은 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 만들어진 것이 관찰되어 품질이 불량하였고, 비교예 4는 석고가 바인더 조성물과 반응시 팽창되면서 출력물의 표면에 균열이 발생하여 품질이 불량하였다. 또한, 비교예 4는 실시예들에 비해 압축강도가 상대적으로 저하된 것을 알 수 있다.
실시예8 실시예9 실시예10 비교예5 비교예6
출력 품질 양호 양호 양호 불량 불량
압축 강도 4.7MPa 3.8MPa 3.2MPa 2.1MPa 2.0MPa
표10에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 8 내지 실시예 10은 출력물의 품질이 우수한 반면, 비교예 5는 출력물의 표면이 울퉁불퉁하고, 출력시 윗층과 아래층 간의 흡착이 원활하지 못하여 품질이 불량하였고, 비교예 6은 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 만들어져 품질이 불량함을 확인하였다. 또한, 비교예 5 및 6은 실시예들에 비해 압축강도가 상대적으로 저하된 것을 알 수 있다.
실시예11 비교예7 비교예8
출력 품질 양호 불량 불량
압축 강도 3.8MPa 3.0MPa 1.8MPa
표11에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 11은 출력물의 품질이 우수한 반면, 비교예 7은 출력물의 표면이 울퉁불퉁하고 거칠어져 품질이 불량하였고, 비교예 8은 베드 위에 분체 조성물이 깔릴 때 분체 입자들 간에 뭉침 현상이 발견되었고, 바인더 조성물과 분체 조성물이 만나면서 형성되는 선의 정밀도가 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되어 품질이 불량함을 확인하였다. 또한, 비교예 7 및 8은 실시예 11에 비해 압축강도가 상대적으로 저하된 것을 알 수 있다.
실시예12 실시예13 실시예14 비교예9 비교예10
출력 품질 양호 양호 양호 불량 불량
압축 강도 3.8MPa 4.0MPa 4.0MPa 2.5MPa 1.9MPa
표12에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 12 내지 실시예 14는 출력물의 품질이 우수한 반면, 비교예 9는 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되었고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 발생하여 품질이 불량하였고, 비교예 10은 출력물의 표면에 울퉁불퉁한 선 자국이 있고, 출력시 윗층과 아래층 간의 흡착이 원활하지 못하여 적층 불량 현상이 일어난 것을 확인하였다. 또한, 비교예 9 및 10은 실시예들에 비해 압축강도가 상대적으로 저하된 것을 알 수 있다.
실시예15 실시예16 실시예17 실시예18 실시예19 비교예11 비교예12
출력 품질 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불량
압축 강도 3.8MPa 3.7MPa 3.8MPa 3.6MPa 3.4MPa 1.9MPa -
(제조불가)
표13에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 15 내지 실시예 19는 출력물의 품질이 우수한 반면, 비교예 11은 바인더 조성물이 노즐을 통해 토출되면서 형성되는 선의 정밀도가 저하되었고, 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되어 품질이 불량하였고, 비교예 12는 바인더 조성물의 토출시 베드에 깔려있던 분체 조성물층 일부가 휘날리면서 분체 조성물층이 움푹 파이는 현상이 발생하면서 출력물의 품질에 악영향을 미쳐 제조가 불가하였다.
도5는 실시예 13에 따른 바인더 조성물이 토출되어 분체 조성물과 만나면서 형성된 선을 촬영한 사진이고, 도6은 비교예 11에 따른 바인더 조성물이 토출되어 분체 조성물과 만나면서 형성된 선을 촬영한 사진이고, 도7은 비교예 12에 따른 바인더 조성물이 토출되어 분체 조성물과 만나면서 형성된 선을 촬영한 사진이다. 도5 내지 도7을 참조하면, 실시예 13에서는 바인더 조성물이 분체 조성물과 만나면서 형성된 선의 외곽이 직선에 가깝게 출력되어 선의 정밀도가 높은 반면, 비교예 11에서는 바인더 조성물이 분체 조성물과 만나면서 형성된 선의 외곽이 물결 형상처럼 출력되어 선의 정밀도가 저하된 것을 확인할 수 있고, 비교예 12에서는 증점제가 과량으로 투입되면서 점도가 높아지고 분사유닛의 토출압이 높아짐에 따라 베드에 깔려있던 분체 조성물층 일부가 휘날리면서 분체 조성물층이 움푹 파이는 현상이 발생한 것을 알 수 있다.
실시예20 실시예21 실시예22 실시예23 비교예13
출력 품질 양호 양호 양호 양호 불량
압축 강도 3.8MPa 3.8MPa 3.6MPa 3.4MPa 3.8MPa
(표면불량)
표14에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 20 내지 실시예 23은 출력물의 품질이 우수한 반면, 비교예 13은 급결 성능이 떨어지면서 출력물의 윤곽이 불명확하게 형성되었고, 출력물의 표면에 물번짐 자국이 발생하여 품질이 불량한 것을 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 3차원 프린팅용 분체 조성물과 바인더 조성물을 이용하여 3차원 출력물을 제조할 수 있으므로 비정형 조경구조물의 제작이 용이할 뿐만 아니라, 제작 기간을 줄이고 제조비를 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 바인더 조성물과 분체 조성물이 만나면서 형성되는 선의 정밀도가 우수하여 원하는 형상으로 출력할 수 있고, 급결 성능과 표면 마감이 우수한 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 분체이송유닛은 사전에 설정된 한 개의 레이어의 두께를 n등분하고, 분할된 두께만큼 n회 이송함으로써, 분체 조성물을 구성하는 분체 입자가 다양한 형상(예를 들어, 육각형, 판상, 구형 등)을 가지더라도, 적층된 레이어의 표면 상태를 균일하고 양호하게 조절할 수 있으므로 출력물의 품질 향상에 기여할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.
10 : 3차원 프린팅 장치
100 : 제1챔버
110 : 제1격벽
200 : 분체공급유닛
300 : 분체이송유닛
400 : 제2챔버
410 : 제2격벽
420 : 제3격벽
500 : 베드
600 : 분사유닛
710, 720 : 3차원 프린팅용 분체 조성물
20 : 출력물

Claims (6)

  1. 3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물로서,
    상기 3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물은
    시멘트;
    석고; 및
    모래;를 포함하고,
    상기 모래는 평균입경이 0.08~0.15mm인 규사 8호사로 마련되고,
    상기 시멘트는 35~50 중량%이고, 상기 석고는 5~15 중량%이고, 상기 모래는 40~60 중량%로 마련되며,
    상기 3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물은, 규산나트륨 30~40 중량%와 물 40~60 중량%와 증점제 5~25 중량%를 포함하는 3차원 프린팅용 바인더 조성물과 만날 때 경화되는 것을 특징으로 하는
    3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트는 CSA(Calcium sulfoaluminate) 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트 및 보통 포틀랜드 시멘트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이거나, 이들 중 둘 이상의 혼합 시멘트인 것을 특징으로 하는
    3차원 바인더 젯 프린팅용 분체 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 따른 분체 조성물을 수용하는 공간이 마련된 제1챔버;
    상기 제1챔버 내에 수용된 상기 분체 조성물을 수직 방향으로 이동시키는 분체공급유닛;
    상기 분체 조성물을 수평 방향으로 이송하는 분체이송유닛;
    상기 분체이송유닛에 의해 이송된 분체 조성물을 수용하는 공간이 마련된 제2챔버;
    상기 제2챔버로 이송된 분체 조성물을 지지하도록 마련된 베드; 및
    규산나트륨과 물과 증점제를 포함하는 3차원 프린팅용 바인더 조성물을 분사하는 분사유닛;을 포함하고,
    상기 3차원 프린팅용 바인더 조성물에서 상기 규산나트륨은 30~40 중량%이고, 상기 물은 40~60 중량%이고, 상기 증점제는 5~25 중량%로 마련되는 것을 특징으로 하는
    3차원 프린팅 장치.
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