2026년 바인더 제팅 3D 프린터 가격: 장비, 소재 및 비용
최종 업데이트: 2026년 9월
요약하자면: 바인더 제팅은 얇은 분말 층 위에 액체 바인더를 분사하여 부품을 제작하는 적층 제조 공정입니다. 분말은 용융되지 않으므로, 흩어진 분말이 지지체 역할을 하며 실온에서 조립이 이루어집니다. 이 공법은 모래 주형 및 심, 금속 부품(바인더 제거 및 98% 이상의 밀도로 소결), 세라믹 부품, 열 관리 부품 및 정밀 주조용 왁스 패턴 제작에 사용됩니다. 일반적인 모래 층 두께는 0.2~0.5 mm이며, 금속의 경우 0.03~0.2 mm입니다. 모래 프린팅 정밀도는 최대 300 mm 크기의 형상에서 ±0.3 mm이며, 가장 큰 모래 플랫폼은 최대 4,000 × 2,500 × 1,500 mm 크기의 일체형 주형을 생산할 수 있습니다.
요즘 주조 업체에 모래 주형을 실제로 무엇으로 만드는지 물어보면, ‘바인더 제팅’이라는 답변을 듣는 경우가 점점 더 많아지고 있다. 자동차나 가전제품 제조 공장에 사출 성형틀 없이 소형 금속 부품을 어떻게 대량 생산하는지 물어보면, 대답은 대개 똑같습니다. 바인더 제팅은 산업용 3D 프린팅 분야의 조용한 주역입니다. 레이저 용융 방식만큼 유명하지는 않지만, 생산량의 매우 큰 비중을 차지하고 있습니다.
그 이유는 구조적인 데 있습니다. 바인더 제팅 방식은 어떤 물질도 녹이지 않습니다. 프린트헤드가 얇은 분말 층 위에 액체 바인더를 도포하면, 주변의 흩어진 분말이 부품을 지지해 줍니다. 이러한 단일한 설계 방식 덕분에 열 응력이 발생하지 않고, 지지 구조물이 필요 없으며, 레이저의 스캔 경로가 아닌 면적에 비례하여 제작 속도가 증가합니다. 이 기술은 모래 주형과 코어, 금속 부품, 세라믹 부품, 왁스 패턴은 물론, 폴리머 가공이 가능한 시스템에서는 플라스틱 부품까지 모두 동일한 핵심 원리에 따라 출력합니다.
이 가이드는 기술적 개요로, 공정의 작동 원리, 인쇄 가능한 소재, 각 소재군별 후가공에 필요한 사항, 부품 원가를 좌우하는 요인, 그리고 레이저 기반 인쇄 및 기존 금형 공정에 비해 어떤 점에서 우위를 보이는지 등을 다룹니다.
주요 내용
- 바인더 제팅 방식은 실온에서 적층됩니다. 분말층 자체가 지지대 역할을 하므로, 오버행이나 내부 채널도 지지 구조물 없이 인쇄할 수 있습니다.
- 이 기술을 구분 짓는 것은 빌드 루프가 아니라 후처리 과정입니다: 모래(경화 및 주입), 금속 및 세라믹(분리 및 소결), 폴리머 및 왁스(침투 또는 연소 제거).
- 설계 규칙은 간결하지만 반드시 준수해야 합니다. 분말 제거를 계획하고, CAD 모델에 수축을 반영하며, 최소 특징을 재료 계열에 맞춰야 합니다.
- SLM과 비교했을 때, 바인더 제팅 방식은 배치당 비용과 처리량 측면에서 우위를 차지합니다. 패턴 툴링 및 MIM과 비교했을 때는, 생산량이 늘어나 금형 비용이 낮아질 때까지는 금형이 필요 없다는 점에서 우위를 점합니다.
- 부품 크기에 있어 프린터가 제약 요인이 되는 경우는 거의 없습니다. 제약 요인은 소결로입니다.
바인더 제팅 개요
| 매개변수 | 값 |
|---|---|
| 프로세스 범주 | ISO/ASTM 52900에 명시된 7가지 적층 제조 범주 중 하나인 바인더 제팅 |
| 결속 방식 | 분말 베드 위에 액체 바인더를 분사하며, 용융 과정 없이 실온에서 적층 |
| 지지 구조물 | 없음; 루즈 파우더가 오버행과 내부 홈을 지지해 줍니다 |
| 모래층의 두께 | 0.2~0.5 mm (가장 큰 플랫폼의 경우 0.5~0.8 mm) |
| 금속층 두께 | 0.03~0.2 mm |
| 실리콘 카바이드 층의 두께 | 0.1~0.3 mm |
| 인쇄 해상도 | 400 dpi 모래; 최대 1,200 × 1,200 dpi 금속 |
| 모래 인쇄 정밀도 | 300 mm 이하: ±0.3 mm, 300 mm 초과: ±0.5 mm |
| 대형 포맷의 모래 정밀도 | ±0.5 mm (500 mm까지), 그 이후에는 치수의 0.1 % |
| 모래 주형 인장 강도 | 푸란 바인더를 사용했을 때 1.5~2.5 MPa |
| 모래 주형에서의 가스 발생 | 850 °C에서 8~15 ml/g |
| 금속 분말 입자 크기 | 5~25 μm (MIM 원료 등급) |
| 소결 밀도 | 이론값 98 % 이상 |
| 소결 수축 | 15~16 % 스테인리스강; 14~15 % 티타늄 |
| 가장 큰 일체형 모래 주형 | 4,000 × 2,500 × 1,500 mm |
| 표준 부품 치수 제한 (금속) | 프린터가 아니라 소결로 |
바인더 제팅이란 무엇인가요?
바인더 제팅은 얇은 분말 층 위에 액체 바인더를 선택적으로 도포하여 부품을 제작하는 적층 제조 공정입니다. 사무용 프린터와 동일한 잉크젯 기술을 사용하되 산업용 분말에 맞게 규모를 확대한 프린트 헤드가 분말 베드를 가로지르며, 부품이 고체화되어야 할 위치에만 바인더를 분사합니다. 나머지 모든 부분의 분말은 흩어진 상태로 남아 자체 지지 구조 역할을 합니다. 바인더 제팅은 다음에서 정의된 7가지 적층 제조 공정 범주 중 하나입니다. ISO/ASTM 52900.
이 과정을 정의하고 그 장점의 대부분을 설명해 주는 세 가지 특징이 있습니다.
조립 중에는 열이 발생하지 않습니다. 레이저 소결이나 레이저 용융과 달리, 바인더 제팅은 열을 이용해 분말을 용융하지 않습니다. 바인더가 실온에서 입자들을 결합시킵니다. 즉, 잔류 열 응력이 발생하지 않고, 뒤틀림이나 냉각으로 인한 변형이 없으며, 빌드 박스 전체에 걸쳐 부품이 고밀도로 적층됩니다.
그 가루가 지지체입니다. 오버행, 내부 채널 및 복잡한 공동은 지지 구조물 없이도 인쇄할 수 있는데, 이는 주변의 흩어진 분말이 부품을 제자리에 고정해 주기 때문입니다. 바로 이 때문에 바인더 제팅 공정은 레이저 가공 방식으로는 방대한 양의 지지 구조물을 설치해야만 구현할 수 있고, 이후 이를 수작업으로 제거해야만 하는 내부 형상까지 구현할 수 있습니다.
처리량은 특정 지점이 아니라 면적에서 비롯됩니다. 프린트헤드는 한 번의 통과당 넓은 폭을 커버하는 반면, 레이저는 점 단위로 스캔합니다. 이 차이는 배수보다는 절대적인 수치로 볼 때 가장 명확하게 드러납니다. 3DPTEK-J1800은 0.5mm 두께의 레이어로 약 900kg의 모래를 1,800 × 1,000 × 700mm 크기의 작업 상자 전체에 약 7시간 만에 채워 넣습니다. J2500은 약 10시간 만에 2,500 × 1,500 × 1,000 mm 크기의 작업 상자를 약 2.7 t의 모래로 채웁니다.
이 용어는 모래 주형 프린팅, 금속 프린팅, 세라믹 프린팅, 폴리머 프린팅 등을 모두 포괄합니다. 각 방식은 동일한 제작 과정을 거치지만, 후처리 단계에서는 완전히 다른 방식을 따릅니다.
바인더 제팅의 작동 원리: 코어 루프
모든 바인더 제팅 기계는 다음과 같은 3단계 루프를 반복합니다:
- 다시 도장하십시오. 롤러, 블레이드 또는 진동 리코터가 빌드 플랫폼 전체에 새 분말을 고르게 도포합니다. 층 두께는 슬라이스 파일에서 설정됩니다: 모래의 경우 0.2~0.5 mm(가장 큰 모래 플랫폼에서는 0.5~0.8 mm), 금속의 경우 0.03~0.2 mm, 실리콘 카바이드 세라믹의 경우 0.1~0.3 mm입니다.
- 인쇄. 프린트헤드가 베드를 가로질러 이동하며, 해당 레이어의 부품 단면에 바인더를 도포합니다. 모래 프린트헤드는 400 dpi로 작동합니다. 금속 및 세라믹 프린트헤드는 400 × 400, 800 × 800 또는 1,200 × 1,200 dpi로 작동합니다.
- 목차를 확인하고 반복하세요. 플랫폼이 한 층 아래로 내려가고 루프가 다시 시작됩니다. 기계는 제작이 완료될 때까지 코팅과 인쇄를 번갈아 가며 진행합니다.
분말 제거는 루프의 일부가 아닌, 별도의 일회성 공정입니다. 제작이 완료되면 상자는 세척 스테이션으로 이동하며, 이곳에서 진공 청소기, 브러시 또는 자동화 시스템을 통해 흩어진 분말을 제거하여 미가공 부품을 드러냅니다. 분말 베드가 모든 부품을 지지하기 때문에, 부품들은 흩어진 분말만으로 구분된 채 전체 제작 공간에 걸쳐 중첩 및 적층될 수 있습니다. 따라서 제작 시간은 상자 안에 들어 있는 부품의 수에 따라 달라지는 것이 아니라, 가장 높은 부품의 높이와 레이어 수에 비례하여 결정됩니다.
이 단계에서 얻어지는 결과물은 ‘녹색 부품’입니다. 이는 건조된 바인더로 뭉쳐진 분말 상태로, 아직 취약하며 최종 소재라고 할 수 없습니다. 다음 단계는 분말이 모래인지, 금속인지, 세라믹인지, 아니면 폴리머인지에 따라 완전히 달라집니다. CAD 파일 작성부터 슬라이싱, 프린팅, 분말 제거, 경화, 주입에 이르는 모래 방식의 전체 과정을 자세히 알아보시려면 당사의 모래 3D 프린팅 원리를 이해하는 7단계 가이드.
재료군
바인더 제팅은 하나의 공정이지만, 그 결과물로 매우 다양한 제품이 만들어집니다. 이러한 차이를 결정짓는 요소는 바인더의 화학적 성질과 후처리 과정입니다.
| 가족 | 파우더 | 바인더 유형 | 후처리 | 일반적인 출력 |
|---|---|---|---|---|
| 모래 | 규사, 세라마사이트 | 수지 (푸란 / 페놀) | 경화, 코팅, 조립, 주입 | 금형 및 코어; 부품 는 곰팡이 |
| 금속 | 5~25 μm 가스 분무법 합금 분말 | 수성 또는 용제형 | 분말 제거, 바인더 제거, 소결 | 고밀도 금속 부품, MIM 등급 소재 |
| 세라믹 | 알루미나, 실리콘 카바이드 | 세라믹형 | 분말 제거, 바인더 제거, 소결 | 마모 부품, 가마 용품, 구조용 세라믹 |
| 폴리머 / 왁스 | PMMA, PMX 왁스, PA12 계열 분말 | 폴리머 또는 왁스와 호환 가능 | 파우더 제거, 침투 또는 소각 | 정밀주조 금형; HSS급 시스템용 폴리머 부품 |
| 열 관리 | 순동, 구리-다이아몬드 | 열식 | 분말 제거, 바인더 제거, 소결 | 방열판, 냉각판 |
모래 가장 완성도가 높은 응용 분야입니다. 모래 주형이나 코어는 이미 최종 부품 그 자체입니다. 이는 용광로가 아닌 주조 현장으로 바로 이동합니다. 푸란 바인더를 사용하고 수지 함량이 1.8~2.5 %인 경우, 1.5~2.5 MPa의 인장 강도만으로도 조립, 코팅 및 주입이 가능합니다. 소결 공정이 필요 없기 때문에 모래 성형 공정은 빠르고 비용이 저렴하며, 이것이 바로 3D 모래 프린팅이 주조 업계에서 생산 표준으로 자리 잡은 이유입니다.
금속 가장 빠르게 성장하고 있는 응용 분야입니다. 녹색 부분은 금속 사출 성형(MIM)과 동일한 공정인 탈바인더 및 소결 과정을 거쳐 고밀도 금속 부품으로 완성됩니다. 금속 바인더 제팅은 MIM 원료와 동일한 등급인 5~25 μm 범위의 분말을 사용하므로, 두 공정은 후공정 장비와 노하우를 상당 부분 공유합니다. 핵심 차별점은 바인더 충전량에 있습니다. MIM 원료는 금형으로 유입되기 위해 40~50 %의 바인더가 필요한 반면, 바인더 제팅은 약 15 %까지 줄일 수 있으며, 바로 이 점이 대형 일체형 부품의 탈바인더 및 소결 공정을 실용적으로 만드는 요인입니다.
세라믹 및 특수 소재 이 같은 원리를 알루미나, 실리콘 카바이드, 그리고 순수 구리나 구리-다이아몬드 복합재와 같은 열 관리 소재에도 적용할 수 있습니다. 단, “소재 유연성”이 “모든 것을 프린팅할 수 있다”는 의미와는 다르다는 점에 유의하십시오. PA12와 TPU를 출력하는 HSS급 시스템에는 폴리머 바인더 제팅 방식이 적용되어 있지만, 이는 별도의 기계 제품군으로, 고유한 분말 및 후가공 비용 구조를 가지고 있습니다. 개방형 및 폐쇄형 소재 시스템이 분말 선택에 어떤 의미를 갖는지 알아보려면 당사의 개방형 대 폐쇄형 재료 시스템 내역.
전체 공정: 모래 주형과 심
모래 주조의 경우, 공정 흐름이 짧습니다. 인쇄 및 분말 제거 후, 금형이나 코어를 경화시켜 푸란 또는 페놀계 결합제가 최대 강도에 도달하도록 한 다음, 표면 마감과 금속 침투를 조절하기 위해 내화성 코팅제를 도포하고, 마지막으로 조립하여 주조 현장에서 주조합니다.
어떤 표면적인 수치보다도 두 가지 사양상의 주의사항이 더 중요합니다.
정확도는 크기에 따라 달라집니다. 중형 샌드 플랫폼의 경우, 300mm 이하의 세부 구조에 대해서는 인쇄 정밀도가 ±0.3mm이며, 그 이상의 경우 ±0.5mm입니다. 대형 J4000 및 J4000Pro의 경우, 500 mm까지 ±0.5 mm, 500 mm를 초과하는 치수에 대해서는 0.1 %의 정밀도가 지정되어 있습니다. 2미터 금형의 도면 공차가 이보다 더 엄격하다면, 해결책은 더 정밀한 프린터가 아니라 가공 여유를 확보하는 것입니다.
최소 벽 두께는 공정 한계치입니다. 푸란으로 결합된 모래는 약 2~3mm 두께의 벽을 지탱합니다. 이보다 얇을 경우, 성형물은 인쇄 과정에서는 무사히 견딜 수 있더라도 취급, 코팅 또는 주입 과정에서 파손될 수 있습니다.
대형 성형기는 일체형 금형의 크기를 4,000 × 2,500 × 1,500 mm까지 확장함으로써, 기존 성형 공정에서 불량률을 유발하던 이음매와 코어 어셈블리의 중첩 현상을 제거합니다.
패턴 금형과 관련된 비용 및 리드타임 계산 방법은 당사의 모래 바인더 제팅 방식과 기존 금형 제작 방식 비교 가이드, 그리고 레이저 소결 모래 공법과 비교한 정확도와 속도의 상충 관계에 대해서는 당사의 SLS 대 3DP 모래 프린팅 가이드.
전체 공정: 금속 부품
금속 바인더 제팅은 공정이 더욱 까다로워지는 단계이며, 인쇄가 전체 과정의 절반에 불과한 유일한 소재 계열입니다. 프린터가 미가공 부품을 출력하면, 용광로에서 그 미가공 부품을 금속으로 변환합니다. 인쇄 후의 작업 흐름은 다음과 같습니다:
- 파우더 제거. 녹색 부품에서 흩어진 분말을 제거합니다. 녹색 부품은 결합제만으로 결합되어 있어, 일반적으로 이론 밀도가 60 %를 초과하므로 깨지기 쉬우므로 주의해서 취급해야 합니다.
- 바인더 제거. 녹색 부위를 가열하여 유기 결합제의 대부분을 제거하면, 다공성인 갈색 부위가 남게 됩니다. 이때 결합제의 조성은 매우 중요합니다. 잔류물이 적은 조성의 경우 탄소 잔류물이 적게 남으며, 소결 과정을 더 예측 가능하게 만듭니다.
- 소결. 갈색 부분은 제어 분위기 용광로에서 소성됩니다. 금속 입자가 융합되면서 부품의 밀도는 이론 밀도의 98 % 이상으로 높아집니다. 수축이 상당히 크기 때문에 설계 초기 단계부터 형상에 이를 고려해야 합니다. 스테인리스강의 수축률은 대략 15~16 %, 티타늄 합금은 14~15 %입니다. 수축이 균일하고 특성이 명확하게 파악되어 있기 때문에 최종 치수는 일관되게 나오지만, 설계 초기 단계부터 모델에 이를 반영해야 합니다.
- 2차 처리. 부품은 다른 금속 부품과 마찬가지로 최종 사양에 맞춰 열처리, 기계 가공 또는 표면 처리를 할 수 있습니다.
품질 관리는 모든 분말 야금 공정의 규정을 따릅니다. 동일한 생산 배치에서 나온 시험편을 통해 밀도를 확인하고, 수축을 보정한 CAD 데이터와 대조하여 중요 치수를 점검하며, 합금별로 검증된 소성 레시피에 따라 소성 공정을 진행합니다. 이 공정에 적용되는 재료 및 공정 표준은 MIM 전반에 걸쳐 사용되는 표준 계열과 동일합니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. MPIF 표준 35 재료 특성 프레임워크를 위해. 일단 재료와 공정의 조합이 검증되면, 디지털 파일은 금형처럼 마모되지 않기 때문에 제작마다 치수 일관성이 매우 뛰어납니다.
그 결과물은 양산 수준에 달합니다. 소결 바인더 제트 티타늄 부품은 가전제품 하우징과 같은 실제 응용 분야에서 1,000 MPa 이상의 인장 강도를 나타내며, 사용 가능한 재료 목록에는 304 및 316L 스테인리스강, 420 스테인리스강, 17-4PH, 4140, H13 공구강, IN625 초합금, 티타늄(TC4), 텅스텐 및 구리 합금 등이 포함됩니다. 바인더 제팅 공정은 분말을 녹일 필요가 전혀 없기 때문에, 적외선 레이저 용융 방식으로는 처리하기 어려운 구리나 텅스텐과 같은 반사율이 매우 높은 금속도 처리할 수 있습니다.
바인더 제팅 방식 3D 프린터 가격은 얼마인가요?
팀들이 바인더 제팅 공정을 고려하는 주된 이유는 대개 비용 문제이기 때문에, 비용 내역을 기계 비용과 부품 비용으로 구분해 살펴볼 필요가 있습니다.
그 기계. 아래 표는 3DPTEK 샌드 플랫폼의 대략적인 가격 범위를 보여줍니다. 이는 정가가 아닌 가격 범위인 이유는, 제작 가능 영역, 프린트헤드 수, 분말 처리 방식, 자동화 수준 및 후처리 공정이 모두 가격에 영향을 미치기 때문입니다.
가격대. 3DPTEK의 모래 바인더 제팅 플랫폼인 J1800S의 공장 인도 가격은 약 $218,000에서 $232,000 사이이며, 모든 사양이 포함된 J4000Pro 모델의 경우 약 $987,000에서 $1,060,000까지 상승합니다. 금속 및 세라믹 바인더 제팅 시스템의 가격은 구성에 따라 책정됩니다. 위 및 표에 기재된 USD 금액은 1 USD = 6.89 CNY(2026년 3월 연방준비제도 G.5 월평균 환율)로 환산된 것이며, 환율 변동에 따라 변동됩니다.
| 모델 | 외형 치수 (mm) | 예상 가격 범위 (공장 인도 기준) |
|---|---|---|
| 3DPTEK-J1800S | 1,800 × 1,000 × 700 | 150만~160만 위안 (약 $218,000~$232,000) |
| 3DPTEK-J1800 | 1,800 × 1,000 × 700 | 220만~240만 위안 (약 $319,000~$348,000) |
| 3DPTEK-J2500 | 2,500 × 1,500 × 1,000 | 400만~440만 위안 (약 $581,000~$639,000) |
| 3DPTEK-J4000 | 3,800 × 1,850 × 1,000 | 470만~510만 위안 (약 $682,000~$740,000) |
| 3DPTEK-J4000Pro | 4,000 × 2,500 × 1,500 | 680만~730만 위안 (약 $987,000~$1,060,000) |
| 3DPTEK-J160R, 3DPTEK-J400P, 3DPTEK-J800P | 160 × 65 × 65 ~ 800 × 500 × 400 | 구성당 인용 |
이 가격대는 기본 사양 기계부터 양산용 기계에 이르기까지, 실제 현장에서 볼 수 있는 다양한 구성 범위를 포괄합니다. 가격에는 운송비, 관세, 설치비 및 소모품 비용이 포함되어 있지 않으며, 수출용 구성에 따라 가격이 달라집니다.
정확한 가격은 고객님께서 제공하신 부품에 따라 달라집니다. 제작 범위와 부품 구성을 보내주시면, 공구 및 소모품을 항목별로 상세히 기재한 견적서를 보내드리겠습니다. 맞춤형 견적 요청하기.
그 부분. 부품당 비용을 좌우하는 5가지 요인은 영향력 순서대로 다음과 같습니다.
- 빌드 박스 활용도. 이 요소가 다른 모든 요소를 압도합니다. 빌드 시간은 각 레이어의 채워진 양이 아니라 레이어 수에 따라 결정되기 때문에, 20 %까지 채워진 상자는 가득 찬 상자에 비해 부품당 기계 시간이 대략 5배 더 소요됩니다. 부품이 작고 처리량이 상당하다면, 이 수치를 가장 먼저 모델링해야 합니다.
- 레이어 높이. 레이어 높이를 절반으로 줄이면 제작 시간이 대략 두 배로 늘어나며, 일반적으로 표면 마감 상태와 세부 구조의 해상도가 향상됩니다. 도면 사양을 충족할 수 있는 가장 굵은 레이어를 선택하십시오.
- 분말 및 결합제 소비량. 금속 분말은 소모품 중 가장 비중이 큰 품목입니다. 이에 비해 모래와 결합제는 가격이 저렴하기 때문에, 모래 주형이 이 기술을 적용한 방식 중 가장 비용이 적게 듭니다.
- 분말 제거 및 취급 작업. 복잡한 내부 통로의 분말을 수작업으로 제거하는 것은 숙련된 기술이 필요한 작업입니다. 수공구 없이도 분말을 배출할 수 있는 접근 구멍을 마련하면 그 투자 비용을 즉시 회수할 수 있습니다.
- 소결 및 마무리 가공 (금속 전용). 용광로 처리 시간, 배치 크기, 그리고 필요한 가공 또는 HIP 공정은 인쇄 비용에 추가됩니다.
교차점. 바인더 제팅 기술이 모든 분야에서 우위를 점하는 것은 아니며, 그 한계는 품질 문제라기보다는 생산량 문제에서 비롯됩니다.
- 버서스 패턴 금형. 모래 프린팅은 패턴과 코어 박스를 완전히 제거하므로, 단 한 개만 제작하는 부품부터 부품당 패턴 비용이 프린팅 비용보다 낮아지는 생산량에 이르기까지 비용 면에서 유리합니다. 이 전환점 이하에서는 프린팅을 통해 첫 번째 제품 리드 타임을 몇 주에서 며칠로 단축할 수 있습니다.
- MIM 대비. 이 두 공정은 분말 종류와 소결 공정이 동일합니다. MIM은 부품 번호당 사출 금형이 필요한 반면, 바인더 제팅은 디지털 파일만 있으면 되므로 소량에서 중량 생산에 적합합니다. 대량 생산의 경우 MIM 금형의 비용은 몇 펜니 수준으로 분산되어 비용 면에서 우위를 점합니다.
- Versus SLM. 네스팅 밀도가 높아질수록 부품당 비용은 감소합니다. 바인더 제팅은 일괄 가공 공법이며, SLM은 고부가가치 단일 부품 가공 공법입니다.
저희 3D 모래 프린팅 비용 안내 모래 산술을 한 줄씩 세세하게 분석하고, 그리고 메탈 바인더 제팅과 SLM 비교 안내서 금속에도 똑같이 적용됩니다.
바인더 제팅용 설계
모든 소재 계열에 공통적으로 적용되는 네 가지 디자인 원칙이 있습니다.
초안이 필요하지 않습니다. 철거할 도구가 없기 때문에 수직 벽은 그대로 수직을 유지합니다.
분진 제거 계획을 수립하십시오. 모든 내부 공동은 남아 있는 분말이 빠져나갈 수 있도록 해야 합니다. 배출 구멍을 추가하거나, 분말 제거 과정에서 채널이 저절로 깨끗해지도록 부품의 방향을 조정하십시오. 분말이 갇히는 것은 부품이 완벽하게 출력되었음에도 불구하고 세척 단계에서 문제가 발생하는 가장 흔한 원인입니다.
수축을 고려한 설계 (금속). 소결 과정에서 스테인리스는 15~16 %, 티타늄은 14~15 % 정도 수축하므로, 프린팅된 그린 파츠는 이에 따라 크기가 확대됩니다. 수축은 균일하고 재현성이 높지만, 처음부터 CAD 모델에 반영되어야 합니다. 나중에 수정할 수는 없습니다.
최소 기능만 확인하세요. 모래는 약 2~3mm 크기의 벽면을 형성합니다. 0.03~0.2mm 두께의 금속 층은 훨씬 더 미세한 디테일을 표현할 수 있지만, 소결 재료의 강도 한계를 따릅니다. 특징 크기는 프린터의 해상도 수치가 아닌 재료 계열에 맞춰 설정해야 합니다.
패턴 없는 주조의 함의를 포함하여 설계 공간의 ‘모래’ 측면을 더 깊이 살펴보려면 당사의 패턴을 사용하지 않는 모래 주조 가이드.
바인더 시스템: 공정의 화학적 원리
바인더는 단순한 소모품이 아닙니다. 이는 공정의 핵심이며, 재료군에 따라 서로 다른 화학 성분을 사용합니다. 3DPTEK은 자체적으로 바인더 제품군을 개발하고 있으며, 5개 시리즈와 20여 가지의 배합을 보유하고 있으며, 각각은 특정 분말 등급에 맞춰 설계되었습니다.
| 바인더 | 유형 | 다음 용도로 설계되었습니다 | 주요 특성 |
|---|---|---|---|
| SS06 | 수지 | 모래 (실리카, 세라마사이트) | 높은 강도와 경도, 낮은 가스 발생량(850 °C에서 8~15 ml/g), 빠른 경화, 저렴한 비용 |
| WU08 | 수성 | 금속 분말 | 저점도, 저비용, 탈바인더 소결 잔류물 적음, 환경 부하 적음 |
| SU06 | 용매 | 금속 분말 | 높은 생강도, 높은 정밀도, 낮은 탈바인더-소결 잔류물 |
| CU02 | 세라믹 | 알루미나, SiC | 간편한 분사, 높은 그린바디 정밀도, 강력한 접착력 |
| TM01 | 열 | 순동, 구리-다이아몬드 | 높은 성형 정밀도, 적은 잔여물 |
금속 바인더는 SS304, SS316L, SS420, 4140, M3/2, 17-4PH, H13, IN625, 텅스텐 및 TC4에 걸쳐 지정되어 있으므로, 하나의 용광로 레시피로 여러 합금을 처리할 수 있습니다. 개방형 바인더 전략과 폐쇄형 바인더 전략 중 어느 것을 선택할지는 기술적인 결정일 뿐만 아니라 공급망 차원의 결정이기도 하며, 이에 따른 장단점은 당사의 개방형 대 폐쇄형 재료 시스템 작품.
바인더 제팅 대 SLM: 각 공정의 장점
| 바인더 제팅 | SLM (레이저 용융) | |
|---|---|---|
| 배치별 속도 향상 | 높음; 지역별, 상자당 수십 개 | 낮음; 항목별 스캔 |
| 부품당 비용 (배치당) | 아래로 | 더 높은 |
| 자료 | 반사성 금속 포함: 구리, 텅스텐 | 합금의 종류는 다양하지만, 구리와 텅스텐은 가공이 어렵다 |
| 지지 구조물 | 필요 없음 (파우더 지지대) | 출입부에 필수 |
| 잔류 응력 | 빌드 중에는 없음 | 열 응력, 변형 위험 |
| 표면 마감 | 소결 상태 그대로일 때 표면이 더 거칠다 | 실측도가 더욱 매끄러워졌습니다 |
| 밀도 | 소결 후 98 % 이상; 중요 사양의 경우 HIP 처리 가능 | 실측 밀도가 거의 완전한 수준 |
| 부품 크기 | 주로 소결로에 의해 제한됨 | 제작 공간에 제한됨 |
이 비교에서 흔히 제기되는 주장 중 하나를 정정하자면, 알루미늄은 레이저 용융 공정이 처리하기 어려운 금속이 아닙니다. AlSi10Mg와 같은 합금은 레이저 파우더 베드 공정의 주류 소재이며, 일상적으로 가공되고 있습니다. 적외선 레이저 용융 공법에서 진정으로 다루기 어려운 금속은 반사율이 높고 전도율이 높은 구리나 텅스텐과 같은 내화 금속들입니다. 바인더 제팅 공법의 진정한 재료적 장점은 분말을 전혀 녹일 필요가 없다는 점이며, 이로 인해 반사율 문제가 완전히 해소됩니다.
실무상의 원칙은 다음과 같습니다. 공구 인서트나 일회성 항공우주용 브래킷처럼 실제 제작된 제품과 동일한 밀도와 표면 마감이 필요한 고부가가치 단일 부품의 경우 SLM 방식이 유리합니다. 반면, 부품당 비용과 생산량이 결정적인 요소가 되는 수백 개 또는 수천 개 규모의 소형 부품 일괄 생산의 경우 바인더 제팅 방식이 유리합니다. 비용, 속도, 품질에 대한 전체적인 비교 내용은 당사의 메탈 바인더 제팅과 SLM 비교 안내서.
바인더 제팅과 기존 주조 및 MIM의 비교
주조 업체의 경우, 중요한 비교 대상은 바인더 제팅과 SLM 간의 비교가 아닙니다. 바인더 제팅과 패턴 금형 간의 비교가 중요합니다. 모래 도포 공정을 통해 패턴과 코어 박스를 완전히 제거함으로써, 첫 번째 제품 리드 타임을 몇 주에서 며칠로 단축하고, 새로운 부품 번호가 나올 때마다 필요한 금형 투자 비용을 없앨 수 있습니다. 이것이 바로 패턴을 사용하지 않는 모래 주조 가이드 그리고 우리의 디지털 캐스팅 개요.
금속 분야에서는 바인더 제팅이 주조보다는 금속 사출 성형(MIM)과 경쟁 관계에 있으며, 두 기술은 분말 등급과 소결 공정을 공유합니다. 차이점은 금형에 있습니다. MIM은 부품 하나당 사출 금형이 필요한 반면, 바인더 제팅은 디지털 파일만 있으면 됩니다. 소량에서 중량 생산의 경우 바인더 제팅은 금형 비용을 절감할 수 있지만, 대량 생산 시에는 MIM 금형의 비용이 몇 펜니 수준으로 분산되어 비용 면에서 유리합니다. 이는 품질의 문제가 아니라 생산량의 문제입니다.
바인더 제팅 기술을 언제 사용해야 하고(사용하지 말아야 하는지)
다음과 같은 경우에 사용하세요:
- 모래 주형이나 코어를 3D 프린팅합니다. 이는 사내에서 직접 수행하든 외주하든 상관없이 가장 성숙하고 투자 수익률(ROI)이 가장 높은 응용 분야입니다.
- 중소형 금속 부품을 일괄적으로 생산해야 하며, 실제 제작된 표면 마감 상태보다 부품당 비용이 더 중요합니다.
- 이 형상에는 내부 채널이나 복잡한 공동이 있어, 레이저 가공 시 지지 구조물이 필요합니다.
- 구리, 텅스텐, 세라믹스와 같이 레이저 가공이 어려운 소재입니다.
- 귀사의 생산량은 중저수준으로, 사출 금형이나 영구 금형을 도입해도 투자 비용을 회수하기 어려운 수준입니다.
다음과 같은 경우에는 사용하지 마십시오:
- 귀사는 대량 생산되는 단순하고 단일 부품 번호를 가진 제품을 주조하며, 이 경우 기존 금형의 비용 분산액은 몇 펜스에 불과합니다.
- 가장 까다로운 구조적 사양을 충족하려면 추가 치밀화 공정 없이 소결 직후부터 완전한 치밀도를 갖춘 금속이 필요하며, 이 경우 SLM 또는 HIP 공정이 필요할 수 있습니다.
- 귀하의 금속 부품이 소결로보다 큽니다. 여기서 제한 요인은 프린터가 아니라 소결로입니다.
- 귀사의 부품은 폴리머 부품이며, 생산량 규모는 사출 성형에 적합합니다.
3DPTEK 바인더 제팅 제품군
3DPTEK은 모래, 금속, 세라믹, 열 관리 소재 등 모든 생산 소재 계열에 걸쳐 바인더 제팅 하드웨어를 제작하며, 3DP 및 SLS 공정을 통해 왁스 패턴도 제작합니다.
| Line | 모델 | 빌드 볼륨 | 층 두께 | 처리량 |
|---|---|---|---|---|
| 모래 (3DP 잉크젯) | J1800, J1800S, J2500, J4000, J4000Pro | 1,800 × 1,000 × 700 mm ~ 4,000 × 2,500 × 1,500 mm | 0.2~0.5 mm (J4000Pro의 경우 0.5~0.8 mm) | 130~360 L/h (J4000); 1,090~1,744 L/h (J4000Pro) |
| 금속 및 세라믹 (BJ) | J160R, J400P, J800P | 160 × 65 × 65 mm ~ 800 × 500 × 400 mm | 0.03~0.2 mm 두께의 금속; 0.1~0.3 mm 두께의 SiC | 3.6 L/h 및 8 L/h (금속); 5.3 L/h 및 12 L/h (SiC) |
| 왁스 모형 (3DP 및 SLS) | 3DP 왁스 프린터; LaserCore-5300 (SLS) | LaserCore-5300: 700 × 700 × 500 mm 원통형 | SLS 왁스: 기계 정밀도 ±0.1 mm, 부품 정밀도 약 ±0.2 mm | PS 분말, 120 메쉬 및 그보다 더 미세한 것 |
모래 주형 및 코어 (3DP 잉크젯)
J 시리즈는 J1800과 J1800S, J2500, J4000 및 플래그십 모델인 J4000Pro로 구성되어 있으며, 제작 가능 크기는 1,800 × 1,000 × 700 mm부터 최대 4,000 × 2,500 × 1,500 mm까지 지원합니다. 층 두께는 400 dpi에서 0.2~0.5 mm(J4000Pro의 경우 0.5~0.8 mm)이며, 층당 소요 시간은 J1800에서 18~23초, J2500에서는 16~20초, J4000에서는 36초, J4000Pro에서는 20.4초입니다. J4000Pro는 4미터급 상자 하나를 10.6~17시간 만에 채웁니다. 이는 대부분의 양산용 모래 주형 프린팅의 기반이 되는 공정으로, 자세한 내용은 당사의 모래 3D 프린터 구매 가이드.
금속 및 세라믹 부품 (바인더 제팅)
J160R, J400P 및 J800P는 레이저 방식이 아닌 바인더 제팅 방식의 3D 프린터입니다. J160R은 제작 공간이 160 × 65 × 65 mm인 연구용 플랫폼입니다. J400P는 380 × 380 × 300 mm, J800P는 800 × 500 × 400 mm의 제작 볼륨을 지원하며, MIM 관련 분야, 금형, 절삭 공구 및 3C 애플리케이션 분야의 생산에 사용됩니다. 금속 층 두께는 최대 1,200 × 1,200 dpi에서 0.03~0.2 mm이며, 실리콘 카바이드는 400 × 400 dpi에서 0.1~0.3 mm입니다. 이 세 가지 제품 모두 WU08 및 SU06 바인더 제품군을 기반으로 합니다. 자세한 내용은 J400P 그리고 J800P 사양.
왁스 모형 (공정은 다르지만 목표는 동일)
정밀 주조 분야의 경우, 3DPTEK은 다음 두 가지 방식을 통해 왁스 패턴 제작 서비스를 제공합니다: 3DP 왁스 프린터와, 700 × 700 × 500 mm의 빌드 실린더, 550 W 또는 1,200 W의 RF CO₂ 레이저, 120 메쉬 이상의 PS 분말을 사용하며, 기계 정밀도는 ±0.1 mm, 부품 정밀도는 대략 ±0.2 mm를 유지하며, 왁스 침투 후 굽힘 강도는 6 MPa 이상입니다. SLS는 바인더 제팅이 아닌 레이저 공정입니다. 두 방식 모두 동일한 목적을 수행하므로 여기에 함께 나열되었습니다. 3D 프린팅으로 제작된 왁스 모형 사용 사례.
모래 및 바인더 제팅 라인은 다음과 같은 공통점을 가지고 있습니다. AFSWin3DP-L V1.0, 3DPTEK이 자체 개발한 제어, 슬라이싱 및 경로 계획 소프트웨어(STL 입력, CLI 슬라이싱 출력)를 통해, 모래 주조 공정을 사용하는 주조 업체도 CAD에서 부품 제작에 이르는 기존 공정을 재구축하지 않고도 금속 또는 세라믹 가공 능력을 추가할 수 있습니다. 어떤 라인으로 시작할지 결정 중이시라면, 당사의 모래 3D 프린터 구매 가이드 그리고 그 디지털 캐스팅 개요 전략에 대해 다룹니다.
주문 제작된 모래 주형, 모래 코어 및 금속 부품은 금속 3D 프린팅 서비스 페이지.
자주 묻는 질문
바인더 제팅과 3D 프린팅의 차이점은 무엇인가요?
바인더 제팅은 3D 프린팅 기술의 한 종류입니다. “3D 프린팅”은 포괄적인 용어이며, 바인더 제팅은 분말 베드 위에 액체 바인더를 도포하는 공정을 말합니다. 모래 주형 프린팅, 금속 바인더 제팅, 세라믹 바인더 제팅, 폴리머 바인더 제팅은 모두 동일한 기술의 응용 사례입니다.
바인더 제팅이 SLM보다 더 빠를까요?
중소형 부품의 배치 생산의 경우, 그렇습니다. 프린트헤드는 한 번의 패스당 넓은 영역을 커버하는 반면, 레이저는 점 단위로 스캔하기 때문에 네스팅 밀도가 높아질수록 이점이 더욱 커집니다. 하지만 고부가가치 부품 한 개를 제작할 때는 SLM 방식이 전체 공정에서 여전히 더 빠를 수 있습니다. 바인더 제트 방식으로 제작된 금속 부품은 이후 바인더를 제거하고 소결하는 공정이 추가로 필요하기 때문입니다.
금속 바인더 제팅 방식은 인쇄 후 소결 공정이 필요한가요?
네. 금속 바인더 제팅 방식은 프린터가 분말을 바인더로만 결합하기 때문에, 인쇄 후 항상 별도의 바인더 제거 및 소결 공정이 필요합니다. 인쇄된 미소결 부품은 가열되어 바인더가 연소된 후, 제어된 분위기의 소성로에서 98% 이상의 밀도가 될 때까지 소성됩니다. 소성은 생략할 수 있는 마감 공정이 아닙니다. 소성 과정이 없으면 부품이 금속으로 변하지 않습니다.
모래 바인더 제팅 방식은 그 반대 방식으로 작동합니다. 인쇄된 모래 주형이나 심은 이미 완제품이며, 주조 현장으로 바로 이동하고 용광로에 들어가지 않습니다. 금속 부품의 경우, 이로 인해 두 가지 결과가 발생합니다. 부품은 소결 과정에서 수축하는데, 스테인리스의 경우 대략 15~16%, 티타늄의 경우 14~15% 정도 수축하므로, 인쇄 전에 CAD 모델의 크기를 확대합니다. 또한 최종 재료 특성은 프린터가 아닌 소결로 레시피에 의해 결정됩니다. 소결로 관련 비교 내용은 바인더 제팅 대 SLM.
바인더 제팅 방식으로는 어떤 재료를 출력할 수 있나요?
모래(주조 금형 및 코어용 실리카 및 세라마사이트), 금속(스테인리스강, 티타늄, 공구강, 초합금, 텅스텐, 구리), 세라믹(알루미나, SiC), 구리-다이아몬드 복합재와 같은 열 관리 소재, 그리고 폴리머 가공이 가능한 기계 계열의 경우 PMMA, PMX 왁스 및 PA12 계열 폴리머. 바인더의 화학적 조성은 각 분말 계열에 맞춰 조정됩니다.
바인더 제팅에는 지지 구조물이 필요한가요?
아닙니다. 제작 과정에서 흩어진 파우더 베드는 오버행과 내부 채널을 지지해 주는데, 이는 바인더 제팅 공법이 레이저 공정에 비해 갖는 가장 큰 장점 중 하나입니다. 구조적인 측면에서 유일하게 주의해야 할 점은 탈파우더링 후 깨지기 쉬운 미경화 부품을 취급할 때입니다.
바인더 제팅의 정확도는 어느 정도인가요?
이는 장비 등급과 피처 크기에 따라 다릅니다. 중형 모래 프린터는 최대 300mm 크기의 피처에서 ±0.3mm, 그 이상의 크기에서는 ±0.5mm의 정밀도를 유지합니다. 대형 모래 프린터는 최대 500mm까지 ±0.5mm, 그 이상의 크기에서는 0.1 %의 정밀도가 명시되어 있습니다. 금속 및 세라믹용 장비는 최대 1,200 × 1,200 dpi의 해상도로 0.03~0.2 mm 두께의 레이어(실리콘 카바이드의 경우 0.1~0.3 mm)를 적층합니다. 그런 다음 금속 부품은 소결 과정에서 수축하는데, 스테인리스의 경우 약 15~16 %, 티타늄의 경우 14~15 % 정도 수축하므로, 최종 정밀도는 설계 단계에서 수축 보정을 얼마나 정확하게 수행했는지에 달려 있습니다.
바인더 제팅 비용은 얼마인가요?
장비의 경우, 3DPTEK 샌드 플랫폼의 예상 가격대는 J1800S의 경우 약 150만~160만 위안부터 시작하여 J4000Pro의 경우 약 680만~730만 위안까지 올라갑니다. J1800은 약 220만~240만, J2500은 약 400만~440만, J4000은 약 470만~510만입니다. 금속 및 세라믹 바인더 제팅 시스템은 구성에 따라 가격이 책정됩니다. 이 가격대는 다양한 구성을 포괄하는 중국 공장 인도(ex-works) 기준 가격이며, 운임, 관세, 설치비 및 소모품은 제외됩니다. 미국 달러(USD)로 환산 시 모델 및 구성에 따라 대략 $218,000에서 $1,060,000 사이입니다. 빌드 엔벨로프와 부품 조합을 보내주세요 구성된 견적의 경우, 해당 부품의 비용은 주로 빌드 박스 활용도에 따라 결정되며, 그 다음으로 레이어 높이, 분말 및 바인더 소비량, 분말 제거 작업 인건비, 그리고 금속의 경우 소결 및 후가공 비용이 영향을 미칩니다.
바인더 제팅 공정이 기존 제조 방식보다 비용이 더 저렴할까요?
저~중량 생산량 기준으로는 대개 그렇습니다. 이 방식은 금형 제작이 필요 없으며, 동일한 디지털 파일을 여러 배치에 걸쳐 활용할 수 있습니다. 단일 부품 번호에 대한 생산량이 매우 많은 경우에는, 비용 분산 효과가 있는 기존 금형 방식이 더 유리합니다. 당사의 모래 3D 프린팅 비용 안내 그리고 그 모래 바인더 제팅 방식 대 기존 금형 방식 그 교차점이 어디에 위치하는지 분석해 보세요.
결론
바인더 제팅은 분말 베드 방식의 적층 제조 기술 중 생산 현장에서 가장 검증된 기술이며, 이 기술의 소재군은 주조용 모래 주형 및 심, 일괄 생산되는 금속 부품, 세라믹 부품, 열 관리 부품, 그리고 정밀 주조용 왁스 패턴 등 다양한 용도를 아우릅니다. 단 하나의 제작 루프(재도포, 인쇄, 인덱싱)로 이 모든 작업을 수행할 수 있습니다. 차이점은 전적으로 제작 후의 공정에서 나타납니다.
이 공정은 속도, 비용, 소재 범위가 중요한 분야에서 강점을 발휘합니다. 지지대가 필요 없고, 열 응력이 발생하지 않으며, 금형이 필요하지 않을 뿐만 아니라, 레이저 가공으로는 효율적으로 처리할 수 없는 금속까지 소재 목록에 포함됩니다. 반면, 제작 시 밀도에 근접한 밀도가 요구되거나 개별 부품의 가치가 매우 높은 경우에는 경쟁력이 떨어집니다. 대부분의 주조소 및 제조 공장에서 이러한 장단점을 따져보면 선택은 간단합니다. 바인더 제팅은 모래 주형 제작을 고려할 때 가장 먼저 검토해야 할 공정이며, 소량에서 중량 생산 규모의 금속 부품에 있어 가장 유력한 후보입니다.
모래 주형, 금속 부품, 세라믹 부품 또는 왁스 패턴 등 어떤 부품을 제작하든 바인더 제팅 공정을 검토하고 계신다면, 도면을 보내주세요. 고객님께서 최종 결정을 내리시기 전에, 적합한 소재군과 기계 등급을 추천해 드리고, 출력 계획 및 일정을 제시해 드리겠습니다.
1994년 중국 최초의 상용 산업용 3D 프린터를 제작한 이래 30년 이상 적층 제조 분야에서 축적해 온 경험을 바탕으로, 당사는 자체 신속 제조 기지 전역에서 500대 이상의 산업용 3D 프린터를 운영하고 있으며, 바인더 화학 물질을 자체 개발하고, 다음 네 가지 적층 제조 공정을 한 지붕 아래에서 모두 보유하고 있습니다: 3DP, BJ, SLS 및 SLM. 당사는 판매하는 제품을 직접 운영합니다.
관련 자료
인쇄된 금형과 용접식 또는 분할식 금형을 비교하고 있다면, 모래 3D 프린팅과 전통적인 모래 주조의 비교 비용 교차점이 어디에 있는지 설명합니다. 견적을 요청하기 전에 다음을 활용하십시오. 모래 주형 및 코어 성형 구매자 체크리스트 실제로 주조한 부품에 대해 빌드 볼륨, 바인더 시스템 및 처리 시간을 확인하기 위해.
