3D 프린팅 기술의 원리는 무엇인가요?

위키피디아 설명: "이것은 쾌속조형 기술의 일종이다. 분말 금속이나 플라스틱 등 접착 가능한 재료를 사용해 층층이 다층 인쇄를 거쳐 구성하는 것이다. 부품. 금형 제조나 산업 디자인도 자주 한다. 이 기술을 사용하여 모델을 제작하고 이제는 제품 제조 방향으로 발전하여 일부 고부가가치 응용 분야(예: 고관절, 치아 또는 일부 항공기 부품)에서도 "직접 디지털 제조"를 형성하고 있습니다. ”

간단히 말하면 3D 프린팅은 일반적인 2차원 프린팅에 한 차원을 더해주는 것입니다. 프린터는 먼저 일반 인쇄처럼 평평한 표면에 플라스틱, 금속 등의 분말 재료를 인쇄한 다음 이러한 접착 인쇄 레이어를 층별로 붙입니다. 각 레이어에 서로 다른 "그래픽"이 축적되어 최종적으로 3차원 개체가 형성됩니다. 집을 짓는 것처럼 벽돌도 겹겹이 쌓이지만 쌓이면 입체적인 집이 됩니다.

3D 프린팅 기술이란? 정확히 말하면 3D 프린팅은 금속이나 플라스틱 등의 접착제를 프린팅 재료로 사용해 디지털 모델을 기반으로 한 겹씩 프린팅하는 기술이다. 컴퓨터와 3D 프린터를 연결하여 그려진 도면을 모델로 출력하는 방식입니다. 오늘날 이 기술은 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 사람들은 이를 의류, 건축 모형, 자동차, 초콜릿 디저트 등을 만드는 데 사용합니다.

3D 프린팅 기술의 장점

3D 프린팅은 기존의 금형 제작과 많이 다릅니다. 3D 프린팅의 가장 큰 장점은 가공이나 금형을 사용하지 않고 기계에서 직접 제작할 수 있다는 점입니다. .컴퓨터 그래픽 데이터로부터 어떤 형태의 부품도 생성할 수 있어 제품 개발 주기가 크게 단축되고 생산성이 향상되며 생산 비용이 절감됩니다. 동시에 3D 프린팅은 기존 생산 기술로는 생산할 수 없는 일부 형상도 인쇄할 수 있습니다. 동시에 3D 프린팅 기술은 전체 생산 공정을 단순화하고 빠르고 효과적입니다.

3D 프린팅 기술의 응용 분야

현재 3D 프린팅은 전통 제조업, 의료 산업, 문화재 보호 산업, 건축 디자인 산업, 액세서리 및 보석 산업 등에서 주로 사용되고 있으며, 의료 산업에서는 3D 프린팅이 장기 이식 환자에게 필요한 장기를 맞춤 제작할 수도 있습니다. 물론 인체의 거부 반응을 피하기 위해 인간 장기를 프린팅하려면 특수 고분자 재료가 필요합니다. !

3D 프린팅 기술 공정의 원리

각 층의 프린팅 공정은 두 단계로 나누어집니다. 먼저, 형성이 필요한 부위에 특수 접착제 층을 분사합니다. .접착제 방울 자체는 매우 작아서 퍼지기가 어렵습니다. 그런 다음 파우더를 균일하게 뿌리십시오. 파우더가 접착제와 만나면 빠르게 굳어 접착되지만 접착제가 없는 부분은 느슨하게 유지됩니다. 이러한 방식으로 접착제 한 겹과 파우더 한 겹을 번갈아 사용하면 물리적 모델이 "인쇄"됩니다. 프린팅 후 루스 파우더와 나머지 파우더를 쓸어내어 루스 파우더를 "대패질"할 수 있습니다. 재활용할 수 있습니다.

인쇄 소모품은 전통적인 잉크와 종이에서 풀과 파우더로 바뀌었습니다. 물론 풀과 파우더는 경화 반응 속도뿐만 아니라 모델 강도와 "인쇄"에 대한 요구 사항이 있는 특수 가공 재료입니다. " 결의안은 직접적인 영향을 미칩니다. 3D 프린팅 기술은 600dpi 해상도를 구현할 수 있으며, 각 레이어의 두께는 0.01mm에 불과해 모델 표면에 텍스트나 그림이 있어도 선명하게 프린팅할 수 있습니다. 잉크젯 인쇄의 원리로 인해 인쇄 속도가 그다지 빠르지 않을 수 있습니다. 고급 제품은 초기 제품보다 10배 빠른 시간당 25mm의 수직 속도를 달성할 수 있으며 컬러 접착제를 사용할 수 있습니다. 최대 24비트의 높은 색 농도로 컬러 인쇄를 수행합니다.

프린팅 정확도가 높아서 프린팅된 모델의 품질도 당연히 좋습니다. 외관 곡선을 표현할 수 있는 디자인 외에 구조나 가동 부분에 대해서도 언급하지 않았다. 기계 조립 도면을 인쇄하는 데 사용하면 기어, 베어링, 타이로드 등이 정상적으로 움직일 수 있으며 공동 및 홈과 같은 형태학적 특징이 정확하게 배치되고 인쇄된 엔터티를 연마, 드릴링할 수도 있습니다. 그리고 추가 처리. 동시에 분말 재료는 모래 주형 재료에만 국한되지 않고 탄성 팽창 및 수축, 고성능 복합 재료, 인베스트먼트 주조 등과 같은 다른 재료도 사용할 수 있습니다.

First Contact

Solar Sinter는 태양 에너지를 사용하여 모래를 녹이고 고체 물체를 인쇄하는 기계입니다. 이 기계로 "인쇄된" 작품은 투박해 보일 수도 있지만 실제로는 이미 매우 진보된 것입니다. 이 기계가 사용하는 재료는 모래이고 에너지는 태양 에너지입니다. 즉, 이 기계를 이용하면 사막에도 쉽게 도시를 건설할 수 있다는 것이다.

그러나 사실 3D 프린팅이라는 개념은 1980년대에 등장했다. 1995년 MIT가 '3D 프린팅'이라는 용어를 만들었고, 이후 3D 프린팅이 실험실에서 싹트기 시작했습니다. 그러다가 서서히 3D 기술이 의료모형, 건축모형 등의 산업에 활용되기 시작했고, 그 적용 범위가 더욱 넓어졌습니다.

3D 프린터가 점점 대중화되고 현실화되고 있습니다

3D 기술이 사람들의 삶에 점점 더 가까이 다가가고 있으며, 3D 프린터의 대중화도 점점 더 커지고 있습니다. 원래 3D 프린터는 규모가 매우 커서 기본적으로 대형 병원이나 연구기관, 관련 기업에만 존재했다. 그러한 기계를 구입하는 데 수천만 달러가 들 뿐만 아니라 인쇄 재료도 비쌉니다.

그런데 이제 3D 프린터는 일반 잉크젯 프린터와 같은 크기로 만들 수 있습니다. 메이커봇(MakerBot)이 제공하는 컬러 3D 프린터, 홍콩 마키블(Makible)의 2000위안 3D 프린터, 모래 크기의 레이싱 모델을 제작할 수 있는 비엔나 기술대학교의 초고속 프린터 등 다양한 스타트업에서 다양한 프린터를 제공하고 있다. 곡물 등

또한 iPhone에서 3D 개체를 디자인하기 위한 Sculpteo, iPad에서 3D 디자인 소프트웨어를 위한 123D Design, 3D 모델을 프린터로 스캔하기 위한 Kinect-To-Print 등 점점 더 많은 3D 프린팅 디자인 소프트웨어가 있습니다. 3D 도면을 3D 모델로 시뮬레이션하는 증강현실 소프트웨어인 Kinect, Augment 등을 통해

3D 프린터와 소프트웨어 외에도 'National Weapons Program', MakieLab, GrabCAD, Shapeways, Formlabs, Stratasys 등 3D 서비스를 제공하는 스타트업도 있습니다.

놀라운 3D 프린팅 작품

오늘날 사람들은 3D 프린팅 기술을 사용하여 많은 것을 프린팅해 왔습니다. 아래에 언급된 일부 복잡한 3D 기하학적 모델 외에도 업계에서는 3D 프린터를 사용하여 심장 판막, 하악골, 회로 기판, 자동차, 주택, 자동 소총, 심지어 신발, 속옷 또는 생고기까지 인쇄했습니다.

3D 프린팅에 대한 상상력

3D 프린팅 제품은 가소성이 매우 강하기 때문에 평면에서 입체까지 3D 프린팅은 600dpi와 각각의 두께까지 정확하게 표현할 수 있습니다. 층은 0.01mm입니다. 따라서 Klein 병, Möbius 메시, Menger 스폰지 등과 같은 거의 모든 복잡한 구조를 쉽게 인쇄할 수 있습니다. 이는 사람들에게 큰 상상력을 불러일으켰고, 많은 사람들은 3D 프린팅이 다양한 산업에 가져올 혁명적인 변화를 상상하고 있습니다.

YC 창업자 폴 그레이엄(Paul Graham)은 "하드웨어 르네상스 시대가 도래했다"고 말했다. 인터넷 여왕 메리 미커(Mary Meeker)도 자신의 '2012년 인터넷 트렌드 보고서'에서 "3D 프린터의 등장으로 개인화는 어쩌면, '롱테일 이론'을 제시했던 크리스 앤더슨 역시 '와이어드'에서 물러나 3D 프린팅 기술이 세상에 가져온 롱테일 효과에 주목하게 됐다.

그래서 3D 프린팅의 미래는 가까이 다가왔습니다. 정말 마음에 든다면 지금 3D 프린터를 구입하여 자신만의 창의적인 여정을 시작해 보세요.

3D 프린팅 대중화의 걸림돌

현재 3D 프린팅 대중화의 걸림돌은 재료와 비용이다. 재료 측면에서 기존 재료 유형은 풍부하지 않고 민간 재료와도 가깝지 않습니다. 즉, 많은 재료를 3D 프린팅할 수 있더라도 환경 친화적이지 않으며 민간 표준을 충족할 수 없습니다.

대부분의 3D 프린터는 유사한 특성을 가진 하나 이상의 재료만 인쇄할 수 있습니다. 혼합재료나 복합재료 프린터의 등장도 미래 트렌드다.

몇십 년 전 컴퓨터가 무대에 섰던 것처럼 대중화의 가장 큰 걸림돌은 비용이다. 현재 고정밀 3D 프린터는 상대적으로 크고 가격이 비싸며, 기술 특허는 기본적으로 외국 거대 기업의 손에 있습니다. 사용 중. 국내 3D프린터는 현실보다 기믹이 더 많고, 안정성이나 제품 품질 측면에서 외국에 크게 뒤처지는 경우가 많다. 따라서 외국 기업의 기술 독점으로 인해 프린터 장비와 소모품 가격이 높게 유지되는 것은 당연하다. 외산 기계를 분해해보면 사실 기계 전체의 원가는 높지 않지만, 레이저 등 주요 부품이 고가여서 현재 국산화가 불가능하다는 사실을 알 수 있다. 원료의 공식도 또 다른 독점 요소입니다. 국내 재료는 결코 수입 재료와 동일한 품질을 얻을 수 없습니다. 예를 들어 SLS 기술에 사용되는 분말은 심지어 일본에서 생산되는 대체 분말이라도 원래 품질만큼 좋지 않습니다.

미래의 3D 프린팅은 과거의 2D 프린팅처럼 국산화와 기술 성숙에 따라 비용과 가격이 점차 낮아지고 점차 대중화될 것이라고 믿습니다.

인재와 기술면에서 MIT팀이 개발한 Form 1을 예로 들겠습니다. 이들 팀에서는 소재 전문가들이 저가형 감광성 수지를 개발하는 데 큰 역할을 했습니다. 비슷한 소재보다 가격이 절반 이상 저렴합니다.

두 번째는 그래픽 기술 인재입니다. 3D 프린팅에는 지원으로서의 콘텐츠가 필요합니다. 간단하고 사용하기 쉬운 모델링 소프트웨어를 개발하는 방법이 매우 중요합니다. iPhone에 App Store가 필요한 것과 같습니다. 따라서 앞으로는 OPEN GL WebGL 개발 인재이든 3D 스캐닝이든 3D 모델링 기술 인재가 3D 프린팅 기술의 발전과 대중화에 도움이 될 것입니다.