3D 프린팅의 적층제조를 위한 시멘트 모르타르의 이용은 시멘트의 유동 특성을 개질하기 위한 시멘트 혼화용 폴리 머의 혼입이 필수적이다. 시멘트 모르타르는 점성이 높고 수축이 크기 때문에 적층제조를 위해서는 유동성, 경화속도, 시공성 및 적층특성의 개선이 필요하다. 시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼젼을 혼입한 시멘트 모르타르는 시멘트 수화물과 공극 사이에 폴 리머 필름이 상호 형성되어 인장강도와 취성이 개선되며 우수한 접착성, 기밀성, 내약품성을 보인다. 최근, 사용편리성이 우수한 Ethylene-vinyl acetate 재유화형 분말수지가 널리 사용된다. 하지만 화재와 같은 고온에서는 재유화형 분말수지를 혼입한 경우에 는 성능저하가 더 크다. 재유화형 분말수지가 시멘트 수화물과 공극에 폴리머 필름을 형성하고 충전하지만 고온에 의해 열분해 되기 때문이다. 본 연구에서는 3D 프린팅의 적층제조를 위해 내열성이 개선된 Ethylene-vinyl chloride 재유화형 분말수지의 혼입률을 달리하여 고온에서의 특성과 열분해에 따른 공극특성을 검토하였다. 연구결과, EVCL 재유화형 분말수지를 혼입한 경우 고온에서 약간의 성능개선을 보였지만 열분해하여 공극률이 커지며, 밀도, 강도가 감소한다. 따라서, 사용조건에 적합한 배합조절 등이 필요하다.

3D 프린틴 공법은 설계 데이터 및 제품의 특성에 따라 액체 또는 분말가루 형태의 폴리머, 금속 등의 재료를 가공하여 적층방식으로 층층이 쌓아올려 3차원으로 입체구조물을 제조하는 방식을 말한다. 3D 프린팅 기술은 1980년대에 개발된 기술이지만 최근 몇 년 사이에 업계의 관심이 집중되고 있다. 3D 프린팅 기술의 적용범위는 기계산업분야에서 의료분야, 항공 분야, 건설 및 토목분야 등으로 그 범위가 점점 확대되어가고 있다 컨투어크래프팅(Contour Crafting)은 미국 남가주대학에서 개발되고 있는 3D 프린팅공법으로 시멘트를 이용하여 구조물의 부가구성물뿐만이 아니라 전체구조물을 자동화로 만드는 것을 목적으로 한다. 3D 프린팅공법의 핵심적인 단점인 외부표면의 정도를 매끄럽게 하기 위하여 Trowel 메커니즘을 도입하여 3D 자유형상을 만드는 것이다. 또한 건설 및 토목분야의 적용을 목적으로 함으로 각층의 두께 및 폭이 일반 3D프린팅공법과 비교할 수 없이 크고 넓다. 이 논문은 선회하는 Side towel을 사용하여 3D 자유곡면의 제작에 대한 기초적인 조사 및 개념을 보여준다. 특히, 세라믹재료를 이용하여 실험과 개발과정 및 장래의 적용범위가 상세히 설명 된다.

This study is a basic research for the development of composite materials for 3D printing and evaluated the rheological properties according to the blending design of the constituent materials. As a result, as the W/B ratio becomes smaller, the plastic viscosity value and the yield value tend to increase. Next, the plasticity and flow characteristics were differently derived depending on the binders used, and all the binders were considered to have more influence on the yield value than the plastic viscosity value.