Qiangguo Zhizao는 최근 포산의 Cprint 3D를 찾아 왁스 제팅 기술의 장벽을 넘는 ‘破蜡突围’와 모래로 형상을 만드는 ‘聚沙成器’ 두 편을 제작했습니다. 왁스 제팅과 샌드 3D 프린팅 분야에서 이어 온 약 10년의 개발 과정을 담았습니다.
고품질 왁스 패턴에서 층층이 조형되는 주형과 코어까지, 두 이야기는 첨단 제조의 기반이 되는 질문을 다룹니다. 핵심 장비, 전용 소재, 소프트웨어 제어, 생산 공정을 독자적으로 확보하고 실제 생산 현장에서 안정적으로 운용하려면 무엇이 필요한가입니다.
왁스 패턴 단계에서 정밀 주조의 병목을 돌파하다
인베스트먼트 주조에서 왁스 패턴은 이후 형성되는 공동의 기하 형상을 결정합니다. 정확도와 안정성은 터빈 블레이드, 로봇 핵심 부품, 첨단 의료기기 같은 정밀 주물에 영향을 줍니다. 중국 제조업체들은 오랫동안 고급 왁스 제팅 장비, 전용 왁스, 핵심 부품을 수입에 의존하며 높은 가격, 긴 납기, 공급 중단 위험을 겪어 왔습니다.
양원옌은 2016년 왁스 제팅 3D 프린팅 연구를 시작했습니다. 초기 두 차례 개발이 중단된 뒤 2021년 연구개발 체계를 다시 안정시켰고, 2022년 중국산 1세대 장비를 실제 적용했습니다. 현장 사용 과정에서 노즐 막힘, 소재 안정성, 연속 운전 문제가 드러나면서 목표는 단순히 장비를 만드는 데서 생산 신뢰성을 확보하는 단계로 바뀌었습니다.
전용 왁스에서 2세대 장비까지, 전체 기술 체계를 완성하다
프로그램 예고에 따르면 연구팀은 2023년 춘절 기간에도 소재 배합과 장비 시험을 이어 갔으며, 그 과정에서 약 50톤의 폐기 왁스가 발생했습니다. 반복적인 원인 분석 끝에 고분자 석출로 인한 노즐 막힘을 해결하고 제팅용 전용 왁스의 핵심 배합을 확보했습니다.
같은 해 하반기에는 해외 공급사가 핵심 프린트헤드 공급을 한동안 중단했습니다. 공급 재개 뒤에도 부품 품질과 사후 지원은 생산 위험으로 남았습니다. Cprint 3D는 이에 다중 헤드·다중 왁스·다채널 공급 구조를 자체 설계한 2세대 플랫폼을 개발하고, 정밀 검사 장비와 슬라이싱 소프트웨어, 제어 시스템도 내재화했습니다. 프로그램 자료는 ±1℃ 온도 제어와 2마이크로미터 이내의 왁스 분사 오차를 제시합니다. 성과는 한 대의 장비가 아니라 장비·소재·소프트웨어·검사·공정의 통합입니다.
왁스에서 모래로: 주조 금형 준비 기간을 줄이다
기존 사형 주조는 모형과 코어 박스에 의존합니다. 설계와 가공, 완성까지 수주에서 수개월이 걸리고 설계 변경 시 다시 제작해야 할 수 있습니다. 샌드 3D 프린팅은 준비된 디지털 데이터에서 주형과 코어를 직접 제조해 전통 금형 의존도를 낮추며, 신제품 개발과 복잡한 내부 유로, 소량 생산에 더 유연한 방식을 제공합니다.
그러나 장비 가격과 전용 모래, 지속적인 운용 비용은 보급을 제한해 왔습니다. 양원옌과 팀은 2015년 샌드 3D 프린팅 개발을 시작하며 더 많은 중소 주조업체가 실제로 도입하고 활용할 수 있는 비용과 사용성을 목표로 삼았습니다.
일반 모래 대응과 재생사 순환으로 도입 장벽을 낮추다
팀은 유동성이 높은 전용 모래에만 의존하지 않고 다양한 모래에 대응하는 방향을 선택했습니다. 벨트 공급 기반의 정밀 제어 시스템은 유동성이 낮은 일반 모래도 안정적으로 이송하고, 정량 공급과 도포, 프린팅 안정성의 균형을 맞춰 고가 전용 소재에 대한 의존을 줄입니다.
주조 후 사용된 모래에도 주목했습니다. 광물 소성 공정을 응용해 고온 처리와 기계적 정화를 결합한 소형 전기 가열 회전로를 개발했고, 폐사를 다시 프린팅에 사용할 수 있는 상태로 회복시켰습니다. 일반 모래 대응과 재생사 순환은 일상적인 소재 소비와 운용 비용을 함께 낮춥니다.
샌드 3D 프린터가 만드는 것은 주형과 코어이며, 이후에는 조형 조립, 용탕 주입, 품질 검사가 필요합니다. 전체 주조 공정을 대체하는 것이 아니라 금형 의존도가 높고 시간이 오래 걸리는 전단 공정을 디지털 데이터 기반 제조로 바꾸는 데 가치가 있습니다.
왁스에서 모래까지, 돌파한 것은 장비 한 대가 아니다
왁스 제팅은 인베스트먼트 주조용 디지털 패턴을 만들고, 샌드 프린팅은 주형과 코어 생산을 디지털화합니다. 공정은 다르지만 산업적 질문은 같습니다. 장비가 안정적으로 가동되는가, 소재를 지속적으로 확보할 수 있는가, 소프트웨어와 제어를 독자적으로 발전시킬 수 있는가, 총비용이 실제 생산에 맞는가입니다. Cprint 3D의 약 10년간 노력은 국산화가 장비 한 대의 복제가 아니라 소재, 소프트웨어, 검사, 제어, 자원 순환을 포함한 전체 시스템의 완성임을 보여 줍니다.
Qiangguo Zhizao 두 편은 2026년 10월 10일 China New Film의 Old Stories Channel에서 첫 방송되며 CCTV Mobile TV에서도 동시 방송됩니다. 10월 11일에는 재방송이 편성됩니다.