KR20230121370A - 3차원 성형체 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 3차원 성형체 제조 방법은, 바인더 젯팅 방식의 3D 프린터를 이용한 3차원 성형체 제조 방법에 있어서, 베이스 분말 및 바인더를 이용하여 초기 성형체를 제조하는 단계; 상기 초기 성형체에서 상기 바인더를 제거하는 탈지 단계; 탈지된 상기 초기 성형체를 경화하여 1차 소결체를 형성하는 제1 소결 단계; 및 상기 1차 소결체에 형성되는 기공에 용침재를 용침시키는 제2 소결 단계를 포함할 수 있다.

Description

3차원 성형체 및 그 제조 방법{three-dimensional molded product and manufacturing method thereof}

본 발명은, 3차원 성형체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

3D 프린팅 기술은 종래의 제조 방식을 탈피하여 3차원적 형상을 layer 적층으로 제품을 제작하는 제조 공법이다. 형상의 자유도라는 장점을 활용해 많은 산업분야에 적용 및 개발이 활발이 이루어지고 있다.

3D 프린팅 기술은 제조 방식과 장비에 따라 분류가 되며, 이는 ISO/ASTM 52900에 규정되어 있다. 금속 관련 3D 프린팅 기술은 Binder Jetting, Directed Energy Deposition, Powder Bed Fusion, Material Extrusion방식등이 활성화되어 있다. 각 제조 방식들은 적용 제품/분야에 따라 장단점이 존재하는데, 현재까지는 생산속도나 생산량측면에서 Binder Jetting방식이 유리하다. Binder Jetting방식은 열이 아닌 binder로 분말을 적층 하기 때문에 적층 속도가 빠르고 입체적으로 배열/제조함에 따라 1회 building시 생산할 수 있는 수량이 많은 장점이 있다. 단점으로는 적층 후 탈지와 소결 작업으로 치밀화 작업을 진행해야 하는 공정이 필요하다.

윤활조건에서 사용되어지는 금속합금과 복합재료는 마찰과 마모에 유리한 성능을 가져야 한다. 즉 저마찰을 유지하면서 내마모성이 보장되어야 한다. Steel의 bulk재료를 사용할 경우는 원하는 형상으로 가공 후 이를 위해 경화능 향상 열처리를 실시하여 내마모성을 향상시키고 코팅이나 피막처리를 하여 저마찰 성능을 부여하고 있다. 경우에 따라서는 슬라이딩이 발생하는 부위에 패턴 가공으로 윤활막 형성을 유리하게 하여 적용되고 있다. 일부 제품에서는 소결합금을 사용하여 다양한 합금분말을 배합하여 합금설계를 실시한다. 그러나 소결합금은 금형으로 성형체를 만들어야 하는 공정이 필요하고 금형의 사용은 슬라이딩이 발생하는 부위에 패턴을 넣기가 어렵고 소결 후에 기계가공하기에도 그 형상에 제한이 따른다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 윤활조건에 사용 가능한 3차원 성형체 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 3차원 성형체 제조 방법은, 바인더 젯팅 방식의 3D 프린터를 이용한 3차원 성형체 제조 방법에 있어서, 베이스 분말 및 바인더를 이용하여 초기 성형체를 제조하는 단계; 상기 초기 성형체에서 상기 바인더를 제거하는 탈지 단계; 탈지된 상기 초기 성형체를 경화하여 1차 소결체를 형성하는 제1 소결 단계; 및 상기 1차 소결체에 형성되는 기공에 용침재를 용침시키는 제2 소결 단계를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 베이스 분말의 입도는 15㎛이상120㎛미만의 범위로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 탈지 단계는 상기 초기 성형체를 750~850℃ 온도 범위에서 40~150hr 시간동안 유지하여 수행될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 소결 단계는 상기 제1 소결체의 기공도가 10% 초과 20%이하로 형성되도록 소결하여 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 용침재는 Cu 또는 Cu합금을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 상기 제2 소결 단계는 열처리로 내에 상기 제1 소결체의 상,하부에 벌크 또는 분말 성형체 상태의 상기 용침재를 배치한 상태에서, 기 설정된 온도범위로 승온하여 수행될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 소결 단계는 Cu의 용융점보다 20~120℃ 높은 온도 범위에서 소정의 시간동안 유지하여 수행될 수 있다.

바람직하게는, 상기 베이스 분말은 금속 또는 복합재료를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 3차원 성형체 및 그 제조 방법은, 윤활환경에 사용가능한 우수한 내마모성을 가진 다양한 형상의 3차원 성형체를 3D 프린팅을 이용하여 손쉽게 제조가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3차원 성형체 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 도 1의 초기 성형체 형성 단계의 세부 순서도.
도 3은 본 발명에서 베이스 분말의 입도 차이에 따른 초기 성형체의 밀도 분포를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에서 초기 성형체를 제조하는 바인더 젯 방식의 3D 프린터의 작동 과정을 개념적으로 도시한 도면.
도 5는 1차 소결체의 미세조직 및 매트랩(matlab) 이미지를 도시한 도면.
도 6은 예시적인 실시예에서 탈지 단계 및 제1 소결 단계에서의 열처리 온도를 도시한 그래프.
도 7은 제2 소결 단계(용침 공정)에서의 열처리 온도조건에 따른 제품의 사이즈 변화를 보여주는 사진.
도 8은 예시적인 실시예에서 제2 소결 단계에서의 1차 소결체와 Cu 및 Cu합금 성형체 배치 구조를 도시한 도면.

이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3차원 성형체 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3차원 성형체 제조 방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 도 1의 초기 성형체 형성 단계의 세부 순서도이고, 도 3은 본 발명에서 베이스 분말의 입도 차이에 따른 초기 성형체의 밀도 분포를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에서 초기 성형체를 제조하는 바인더 젯 방식의 3D 프린터의 작동 과정을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 5는 1차 소결체의 미세조직 및 매트랩(matlab) 이미지를 도시한 도면이고, 도 6은 예시적인 실시예에서 탈지 단계(130) 및 제1 소결 단계(150)에서의 열처리 온도를 도시한 그래프이고, 도 7은 제2 소결 단계(170)(용침 공정)에서의 열처리 온도조건에 따른 제품의 사이즈 변화를 보여주는 사진이고, 도 8은 예시적인 실시예에서 제2 소결 단계(170)에서의 1차 소결체와 Cu 및 Cu합금 성형체 배치 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 3차원 성형체 제조 방법은, 윤활조건에 사용가능한 3차원 성형체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 초기 성형체 제조 단계(110), 탈지 단계(130), 제1 소결 단계(150) 및 제2 소결 단계(170)를 포함할 수 있다.

먼저, 초기 성형제 제조 단계는, 바인더 젯(binder jet) 방식의 3D 프린터를 이용하여 수행될 수 있다. 초기 성형체 제조 단계(110)는 3차원 성형체의 전체적인 형상을 구현하는 단계로 설명될 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 초기 성형체 제조 단계(110)는 다음과 같은 세부 단계로 구분될 수 있다. 3D 모델링 단계(111)에서는, 사용 용도에 따라 제작하고자 하는 윤활조건에서의 형상 및/또는 패턴이 반영된 3차원 제품의 모델을 준비할 수 있다. AUTOCAD, SOLIDWORKS등 공지된 다양한 3D 설계 프로그램을 이용하여 제품이 모델링 될 수 있다.

준비된 3차원 제품의 모델을 바인더 젯 방식의 3D 프린터에 입력하여 설계된 형상에 따라 적층 형성된 초기 성형체가 제작될 수 있다(113). 본 발명에서는 바인더 젯 방식이 사용되기 때문에, 기 설정된 입도 범위를 갖는 베이스 분말에 바인더가 분사됨으로써 층(layer)이 형성되고, 이렇게 형성되는 각 층이 입력된 3D 형상에 따라 아래쪽부터 순차적으로 적층됨으로써 초기 성형체가 제작될 수 있다.

이후 초기 성형체를 제외한 베이스 분말을 제거하는 단계(de-powdering)를 통해 최초 설계된 형상에 따른 초기 성형체를 얻을 수 있다(115).

본 발명에서는 베이스 분말은 금속 합금 또는 세라믹을 포함하여 사용될 수 있다. 예컨대, 베이스 분말은 저합금강, 스테인레스강, 공구강, 고속도강, 비철금속계, 탄화규소, 질화규소, 질화붕소, 지르코니아, 알루미나, 탄화텅스텐 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서는 하나 이상의 금속 합금 또는 세라믹 분말이 혼합되어 사용될 수 있을 것이다.

본 발명에서는, 베이스 분말은 일정한 입도 범위를 갖도록 준비될 수 있다. 예시적인 실시예에서 베이스 분말의 입도는 15㎛이상 120㎛미만의 범위로 준비될 수 있다. 이는 바인더 젯 방식의 3D 프린터를 통해 적층 형서된 초기 성형체의 밀도 분포를 균일하게 하기 위함이다. 분말 입도가 15㎛ 보다 작게 되면 바인더 젯 방식의 3D 프린팅 공정상의 de-powdering시 다량의 분진이 발생하고 미세한 패턴이 형성된 성형체에서는 분말제거가 어렵게 되는 문제가 있다. 또한 120㎛ 이상의 분말 입도를 사용하게 되면 바인더 젯 방식의 3D 프린팅 장비의 분말 공급 경로 막힘 현상이 발생할 수 있고, 분말 입도가 큼에 따라 성형체의 표면 거칠기가 커짐에 따라 미세한 패턴의 형상 구현에 제한을 받게 된다. 또한 저융점 분말의 용침 작업 시 표면에 용침이 잘 안되는 구간이 넓어져 가공량이 많아질 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a)와 같이 0~125㎛미만의 분말을 사용한 것으로 밀도 분포가 상대적으로 큼을 알 수 있고, 도 3의 (b)와 같이 15㎛이상 105㎛미만 범위에 있는 분말을 사용한 것은 밀도 분포가 상대적으로 안정한 것을 알 수 있다. 과도한 밀도 분포는 최종 소결체의 밀도에 영향을 미치게 되어, 동일 제품내에 국부적인 물성에 차이를 발생하게 될 수 있다.

초기 성형체는 탈지 단계(130)를 거쳐 베이스 분말 이외의 바인더를 구성하는 성분이 제거될 수 있다. 탈지 단계(130)는 탈지는 3D 프린팅시 베이스 분말을 적층하기 위해 사용된 바인더를 제거하는 공정이다(de-binding). 예시적인 실시예에서 탈지 단계(130)는 일정한 온도로 가열이 가능한 가열로의 내부에서 상술한 초기 성형체를 기 설정된 온도 범위에서 소정의 시간동안 유지함으로써 수행될 수 있다. 이 때 기 설정된 온도 범위는 바인더의 종류에 따라 조정될 수 있다. 탈지 단계(130)에서의 기 설정된 온도 범위는 초기 성형체 내에 포함된 바인더 성분의 적어도 일부가 잔류될수 있는 온도 범위일 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 탈지 단계(130)는 초기 성형체를 가열로 내에서 750~850℃의 온도범위에서 40~150분 유지함으로써 수행될 수 있다. 또 다른 실시예에서 탈지 단계(130)는 사용되는 바인더 성분이 용해될 수 있는 용매에 초기 성형체를 침지하는 방법으로 수행될 수도 있다.

이후 제1 소결 단계(150)가 진행될 수 있다. 제1 소결 단계(150)에서는 탈지 단계(130)를 통해 바인더 성분이 상당량 제거되면, 3D 프린팅을 통해 제작되었던 초기 성형체의 형상이 무너질 수 있으므로, 소결 공정을 통해 베이스 분말의 입자들간 결합력을 높임으로써 성형체의 형상이 유지될 수 있도록 하는 것이다. 이는 제2 소결 단계(170)인 용침 공정 전까지 성형체의 형상을 유지하면서 취급을 용이하게 하기 위함이다.

또한, 본 발명에서 제1 소결 단계(150)는, 후술하는 제2 소결 단계(170)에서 Cu가 용침되기 위한 기공(porosity)을 형성하기 위한 공정일 수 있다. 여기서는 제1 소결 단계(150)를 통해 기공이 형성된 중간 성형체를 1차 소결체로 설명할 수 있다. 제1 소결 단계(150)는 상기 제1 소결체의 기공도가 10% 초과 20%이하로 형성되도록 소결하여 이루질 수 있다.

제1 소결 단계(150)는 탈지된 초기 성형체를 일정한 온도 범위에서 일정 시간 유지하는 소결 공정을 통해 수행될 수 있다. 본 발명에서 1차 소결을 위한 온도 범위 및 유지 시간은 소결 공정을 통해, 1차 소결체의 형상이 붕괴되지 않고 유지되는 동시에 1차 소결체의 기공도가 10% 초과 20% 이하로 형성될 수 있는 조건일 수 있다. 이러한 1차 소결을 위한 온도 범위 및/또는 유지 시간은 베이스 분말의 종류에 따라 달라질 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 소결 단계(150)를 통한 1차 소결체의 기공도는 전체 부피의 10%초과 20%이하가 되도록 형성되어야 한다. 1차 소결체의 기공도가 10% 이하가 되면 소결체의 저마찰특성을 부여할 수 없기 때문에, 저마찰특성을 부여하기 위한 최소 함량으로의 의미가 있다. 또한 1차 소결체의 기공도가 20%를 초과하여 형성되면 소결체의 강성을 유지하기 어렵게 된다.

여기서는 예시적으로 베이스 분말을 스테인리스강(SUS316)을 사용하여 초기 성형체 및 1차 소결체를 형성하여, 도 5와 같이 1차 소결체의 기공도를 확인하였다. 도 5에서 제1 소결 단계(150)에서는 탈지된 초기 성형체를 가열로 내에서 1200℃에서 180분 동안 유지한 후 로내에서 서서히 냉각하였고, 1차 소결체의 미세조직 및 매트랩(matlab) 이미지를 분석한 결과로, 16%~17%의 기공도로 형성됨을 확인하였다.

예시적인 실시예에서는 탈지 단계(130) 및 제1 소결 단계(150)는 하나의 단일 공정으로 진행될 수도 있다. 이때의 열처리 조건은 상술한 바와 같이 1차 소결체에 형성되는 기공도가 10%초과 20%이하로 될 수 있는 조건이 되어야 함은 자명할 것이다.

이후 본 발명에서는 제2 소결 단계(170)를 포함할 수 있다. 제2 소결 단계(170)는 용침 공정일 수 있다. 제2 소결 단계(170)는 1차 소결체에 내마모 특성을 부여하는 단계일 수 있다. 제2 소결 단계(170)에서는 제1 소결 단계(150)에서 형성되는 1차 소결체의 기공에 용침재를 용침시킴으로 용침재에 따른 특성을 부여할 수 있다. 본 발명에서는 윤활조건에서 내마모성을 향상시키기 위해, Cu 또는 Cu합금이 용침재로 사용될 수 있다.

본 발명에서는 분말 또는 벌크(bulk) 상태의 Cu 또는 Cu합금이 사용될 수 있다. 용침 공정을 위한 열처리 조건은 용침재로 사용되는 Cu 및 Cu합금의 녹는점(대략 1085℃)보다 20℃ ~ 120℃ 높은 온도 범위에서 진행을 해야 하며 유지 시간은 제품의 부피에 따라 결정될 수 있다.

용침재의 녹는점 +20℃보다 낮은 온도에서 용침을 하게 되면 액상으로 변한 용침재의 유동도가 떨어져 모세관 현상으로 이루어지는 기지내로의 이동이 불충분하여 액상의 흡수가 부족하여 소결체의 치밀화가 이루어지지 않는다.

또한 용침재의 녹는점 +120℃보다 높은 온도에서는 액상으로 변한 용침재가 충분한 유동도를 가지지만 과도한 유동도의 흐름은 자중에 의해 제품의 하단부에 용침재의 분포가 편중되는 현상이 발생될 수 있다. 이는 모세관현상에서 구동력인 표면장력보다 중력이 더 크게 작용하기 때문으로 진공로를 사용하면 어느 정도 해소될 수 있다.

도 7은 제2 소결 단계(170)(용침 공정)에서의 열처리 온도조건에 따른 제품의 사이즈 변화를 보여주는 사진이다. 베이스 분말은 상술한 스테인리스강(SUS316) 분말을 사용하였고, 탈지 온도는 800℃, 제1 소결 단계(150)의 열처리 온도는 1200℃로 진행하였다. 또한 제2 소결 단계(170)인 용침 공정은 소결시 치밀화를 방해하는 산화현상을 억제하기위해 불활성 가스분위기(Ar, N등)의 연속로나 챔버(chamber) 타입의 피트(pit) 타입 분위기 열처리로를 사용할 수 있다. 또한 중력의 영향을 최소화하기 위해 진공로를 사용할 수 있다. 도 7을 참조하면, (i)는 베이스 분말이 바인더에 의해 적층 형성된 초기 성형체 상태, (ii)는 1차 소결체 상태, (iii),(iv),(v)는 제2 소결 단계(170)에서 Cu가 각각 약 1100℃, 1200℃, 1350℃의 온도에서 소결된 3차원 성형체 상태를 보여주는 사진이다.

제2 소결 단계(170)에서 높은 온도는 베이스 분말 입자간의 반응과 베이스 분말 입자와 용침재의 반응이 촉진되어 사이즈가 축소되는 양이 점점 증가하는 단점이 발생하여 치수 관리가 어려워지는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 제2 소결 단계(170)는 용침재로 사용되는 Cu 및 Cu합금의 녹는점(대략 1085℃)보다 20℃ ~ 120℃ 높은 온도 범위에서 진행되는 것이 바람직하다.

예시적인 실시예에서 제2 소결 단계(170)는 가열로에서 용침 공정의 시간을 단축하고 용침재를 1차 소결체에 전체적으로 균일하게 용침시키기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 1차 소결체의 형상에 따라 1차 소결체의 상부 및 하부에 각각 Cu 및 Cu합금 성형체를 배치한 상태에서 열처리할 수 있다. 이때 벌크형 Cu 및 Cu합금 이 사용될 수 있으나, Cu 및 Cu합금 분말 성형체를 사용하는 것이 바람직하다. 도 8에서는 Cu 및 Cu합금의 분말 성형체를 사용한 것을 예시적으로 도시하였다. 분말 성형체는 소결없이 일정 틀에 분말을 채우고 가압으로 일정 모양으로 제작하는 것으로, 이는 벌크보다 분말이 표면 노출이 많기 때문에 열전달이 빨라 빠른 시간에 심부와 표면이 동시에 용융되는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명에서 제안하는 3차원 성형체 제조 방법을 통해 제조된 3차원 성형체는 저널 베어링(미도시)과 같이 고내마모성이 요구되는 윤활조건에서 사용되는 제품을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 본 발명에서 제안하는 3차원 성형체 제조 방법에 의해 제조된 저널 베어링의 경우, 3D 프린팅 방식으로 초기 성형체를 제작하기 때문에 베어링의 표면에 윤활성능을 극대화하기 위한 다양한 패턴이나 형상을 손쉽게 형성할 수 있는 동시에, Cu 용침 공정을 통해 고내마모성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 바인더 젯팅 방식의 3D 프린터를 이용한 3차원 성형체 제조 방법에 있어서,
   베이스 분말 및 바인더를 이용하여 초기 성형체를 제조하는 단계;
   상기 초기 성형체에서 상기 바인더를 제거하는 탈지 단계;
   탈지된 상기 초기 성형체를 경화하여 1차 소결체를 형성하는 제1 소결 단계; 및
   상기 1차 소결체에 형성되는 기공에 용침재를 용침시키는 제2 소결 단계를 포함하는 3차원 성형체 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 분말의 입도는 15㎛이상120㎛미만의 범위로 형성되는 3차원 성형체 제조 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 탈지 단계에서는 상기 초기 성형체를 750~850℃ 온도 범위에서 40~150hr 시간동안 유지하는 3차원 성형체 제조 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 소결 단계는 상기 제1 소결체의 기공도가 10% 초과 20%이하로 형성되도록 소결하여 이루어지는 3차원 성형체 제조 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 용침재는 Cu 또는 Cu합금을 포함하는 3차원 성형체 제조 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 상기 제2 소결 단계는 열처리로 내에 상기 제1 소결체의 상,하부에 벌크 또는 분말 성형체 상태의 상기 용침재를 배치한 상태에서, 기 설정된 온도범위로 승온하여 수행되는 3차원 성형체 제조 방법.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 제2 소결 단계는 Cu의 용융점보다 20~120℃ 높은 온도 범위에서 소정의 시간동안 유지하여 수행되는 3차원 성형체 제조 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 분말은 금속 또는 복합재료를 포함하는 3차원 성형체 제조 방법.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법을 통해 제조되는 3차원 성형체.