3D 프린터는 무엇인가

다양한 조형 방식과 그 특징을 아는 것이 3D 프린터 활용의 첫걸음입니다.

 

3D 프린터란

3D CAD나  3D CG 등의 3차원 소프트웨어로 작성된 3차원 데이터를 바탕으로 단면 형상을 적층해 입체 조형할 수 있는 기기를 총칭한 것입니다. 일반적으로 프린터라고 불리는 기기는 종이 등의 평면에 잉크를 토출하여 문자나 그림을 인쇄하는 것이지만, 3D 프린터는 액체 수지에 빛을 비추면서 조금씩 경화시키거나 일정한 온도에서 열용시킨 수지를 적층하거나 분말상의 재료에 고출력 레이저를 조사하여 소결시키거나 다양한 기번으로 재료를 쌓아 입체물을 성형해 갑니다.

우선, 조형 방식에 의한 차이와 각각이 어떤 것을 자랑으로 하고, 어떤 용도에 향하고 있는지를 이해하는 것이 3D 프린터를 활용하기 위한 첫걸음이 됩니다.

 

 

분말 소결 적층 조형 방식 (SLS(Selective Laser Sintering))

고해상도로 복잡한 조형이 자랑하는 SLS 방식은 고출력의 레이저 광선을 직접 분말상의 재료에 조사하여 소결시키는 조형 방식입니다. 사용 가능한 재료로서 나일론이 일반적이지만, Al합금·SUS·니켈기 합금·티탄·말레이징강·CoCr 등의 금속 재료를 사용한 DMP(Direct Metal Printing) 방식도 최근 주목을 받고 있습니다.

 

장점

서포트재 없이, 복잡한 모델의 조형이 가능합니다. (금속계 등 재료에 따라서는 필요)

나일로 분말의 경우 워크 사이즈가 크고 재료 강도도 높기 때문에 실용 상정의 기능 검증에도 이용가능합니다. 금속의 경우 지금까지의 절삭이나 형에서는 조형할 수 없었던 형상을 실현 할 수 있고 또한 강도에 따라 견딜 수 있는 파트에 있어서는 실제 제품의 부품으로서의 활용도 할 수 있습니다.

 

* 주의점

분말 재료를 베이스로 하기 위해 재료 취급에는 주의가 필요하고, 분진 대책용 공조 설비 등, 설치 운용에는 특별한 환경 구축도 필요합니다.

 

용도/활용법

프로토 타입(모형) 뿐만 아니라 실제 제품의 부품 제조 등에도 이용되고 있습니다. 특히 그속 분말 소결 3D 프린터는 제트 엔진용 부품이나 의료용 임플란트 등 공업 제품의 제종에도 이용되어 "연률 50%의 성장을 달성하는 지금 가장 제철인 3D 프린트 방식이다" 라고 하는 보고서 (자료 제공 : Global Metal 3D Printing Analysis)도 발표되고 있습니다.

 

 

광조형 방식 (SLA(Stereo Lithography Apparatus))

광경화 타입의 액체 수지에 대해 자외선을 맞추고 한층씩 수지를 경화시키면서 입체물을 조형하는 방식입니다. 한층 분의 광경화가 끝나면 테이블(조형물이 설치되어 있는 조형대)이 수직 방향으로 이동해 다음의 층을 조형합니다. 이 동작의 반복에 의해 광경화 수지를 경화시키면서 적층 조형을 실시합니다.

 

장점

재료 수축이나 여에 의한 변형이 적습니다. 액체 수지를 이용하고 있기 때문에 고화질로 크기의 큰 조형이 자랑입니다. 프린트 후의 조형물은 절삭성이 높고 후가공이 하기 쉽기 때문에 염색이나 도금, 도장 등에도 적합합니다. 조형물에 투명한 소재를 적용하는 것으로 가시화 모델 등의 제작에도 이용 가능합니다.

 

용도/활용법

다른 조형 방식보다 대형 물건을 출력할 수 있기 때문에 자동차 등 실체 크기의 부품시작(모형)에도 이용되는 광 조형 방식입니다. 최근에는 그 가공의 용이함으로부터 할리우드 영화의 소품 제작이나 유명 아티스트의 의상 제작 등. 엔터테인먼트 분야에서 아주 많은 활용이 퍼져 나가고 있습니다.