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금속공예 탈납정밀주조법에서 3D 프린팅 주형 적용 기술의 융·복합 연구

A Study on the Technology Convergence of Using 3D Printing Mold in Lost Wax Casting

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주제분류예술일반

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이 연구의 목적은 금속공예 주조기술 중 하나인 탈납정밀주조법에 사용되는 왁스 원형 복제용 주형을 연구대상으로 삼아 금속공예품 양산을 위해 주로 사용되는 실리콘 고무 소재 연질주형의 한계를 분석하고, 이를 보완할 수 있는 주형으로서 3D 프린팅 기술을 적용한 경질주형의 가능성을 모색하는 것이다. 실리콘 고무 소재의 연질 주형은 신축성이 높은 성질 때문에 세밀한 복제 결과물을 얻을 수 있고 대량생산에 유리한 반면, 몇 가지 한계를 가진다. 이를테면, 주형 제작을 위한 원형이 필히 필요하며, 주형으로 만들 수 있는 원형 형태에 제약이 있고, 모든 원형마다 개별적 주형이 필요하다는 점이 그것이다. 경질 몰드를 활용하는 경우 위에서 언급한 한계를 해결할 수 있는 가능성이 있으며, 이는 정밀주조산업과 플라스틱성형 분야에서 사용되는 사출금형, 도예 분야의 슬립 캐스팅에 사용되는 석고 주형의 특징 분석을 통해 확인할 수 있다. 한편, 현재 여러 분야에서 각광받으며 발전하고 있는 기술인 3D프린팅은 3D 프로그램을 이용한 정밀설계가 가능하기 때문에 경질 주형 제작에 적용할 수 있는 제작방식으로서 가능성이 충분하며, 이 3D프린팅 기술을 이용한 정밀주조 원형복제용 몰드의 개발은 기존 실리콘 소재 몰드의 한계를 보완할 뿐만 아니라 금속공예분야에서 신기술과의 융·복합 연구로서 새로운 가능성을 탐색할 수 있다는 의의를 지닌다. 이 연구의 연구방법은 탈납주조 및 주형에 관한 선행연구를 바탕으로 이론적 토대를 구축하고, 문헌조사를 통해 금속공예분야 및 타 분야의 3D프린팅 주형 활용 사례를 비교 분석하였다. 그 결과 금속공예 탈납정밀주조에 3D프린팅 기술을 활용한 왁스원형 복제용 몰드의 적용 가능성을 밝히고 그 장점 및 한계를 분석하였으며, 이를 통해 3D프린팅 주형 적용에 의한 탈납정밀주조 기법의 기술적 한계 극복 및 조형적 표현의 확장을 모색하고자 하였다.

Abstract

The purpose of this study is to study duplicating molds of wax pattern used in one of the casting techniques of metal craft, lost wax casting. By analyzing limitations of soft molds made with silicone rubber, the possibility of hard molds created by 3D printing technology is explored to supplement the limitations. Because of its flexibility, soft molds have an advantage in mass production of elaborate and consistent duplication. However, there are few restrictions. For example, a pattern is necessary for mold production. There are also restrictions in making shapes of a pattern, and every pattern needs an individual mold. When using hard molds made with solid materials, the restrictions can be solved, and it is shown through the comparison to injection molds used in investment casting industry, and plaster molds used in slip casting of ceramics. 3D printing technology that is currently in the spotlight and developing in various field. Especially, using 3D program enables precise designs such as mold design, so there is a large chance of applying 3D printing technology in hard mold production. The development of lost wax casting duplicating molds of wax pattern using this 3D printing technology not only complements the limitations of existing silicon material molds but also explores new possibilities as fusion and composite research with new technologies in the field of metal crafts. The research method of this study established a theoretical foundation based on previous studies on lost wax casting and molds, and compared and analyzed the use of 3D printing molds in the metal craft field and other fields through literature surveys. As a result, by analyzing its advantages and limitations, the thesis aims to overcome the technical limitations of lost wax casting caused by applying 3D printing molds and to broaden the formative expression in metal craft.

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