3D 프린팅이란 무엇인가요?

3D 프린팅은 층층이 인쇄하여 물체를 구성하는 기술입니다.

3D 프린팅(3D 프린팅, 적층 가공 및 적층 제조라고도 함)은 금속 분말이나 플라스틱 등의 접착 재료를 사용하여 층별로 인쇄하는 일종의 디지털 모델 파일 기술입니다. 1980년대 중반 미국에서 처음 제안된 방식으로 물체를 구성하는 것입니다.

3D 프린팅은 금형 제조, 산업 디자인 및 기타 분야에서 모델을 만드는 데 자주 사용되며 점차 일부 제품의 직접 제조에도 사용되어 전통적인 프로세스 흐름, 생산에 큰 영향을 미칩니다. 라인, 공장 모델, 산업 체인 조합 임팩트는 제조 산업의 대표적인 파괴적 기술입니다.

소위 3D 프린터의 작동 원리는 인쇄 재료가 약간 다르다는 점을 제외하면 기본적으로 일반 프린터와 동일합니다. 일반 프린터의 인쇄 재료는 잉크와 종이인 반면, 3D 프린터에는 금속, 세라믹, 플라스틱, 모래 등 다양한 '인쇄 재료'가 장착되어 있으며, 프린터를 컴퓨터에 연결한 후 '인쇄 재료'를 쌓을 수 있습니다. 컴퓨터 제어를 통해 레이어별로 도면을 실제 개체로 전환합니다.

일반인의 관점에서 3D 프린터는 장난감 자동차, 각종 모형, 심지어 음식까지 실제 3D 물체를 '프린팅'할 수 있는 장치입니다. 일반적으로 "프린터"라고 불리는 이유는 레이어 처리 과정이 잉크젯 인쇄와 매우 유사하기 때문에 일반 프린터의 기술 원리를 의미합니다. 이러한 프린팅 기술을 3D 3차원 프린팅 기술이라고 합니다.

3D 프린팅에는 다양한 기술이 있습니다. 재료를 사용할 수 있는 방식과 서로 다른 레이어의 부품을 구성하는 방식이 다릅니다. 3D 프린팅에 일반적으로 사용되는 재료에는 나일론 섬유유리, 내구성이 뛰어난 나일론 재료, 석고 재료, 알루미늄 재료, 티타늄 합금, 스테인레스 스틸, 은도금, 금도금 및 고무 재료가 포함됩니다.

3D 프린팅 프로세스

1. 입체 디자인

3D 프린팅의 디자인 프로세스는 먼저 컴퓨터 모델링 소프트웨어를 사용하여 모델링한 다음 3D 구축 모델은 슬라이스라고 하는 레이어별 섹션으로 "분할"되어 프린터가 레이어별로 인쇄하도록 안내합니다.

디자인 소프트웨어와 프린터 간의 협업을 위한 표준 파일 형식은 STL 파일 형식입니다. STL 파일은 삼각형 면을 사용하여 물체의 표면을 대략적으로 표현합니다. 삼각형이 작을수록 생성된 표면의 해상도가 높아집니다. PLY는 스캔을 통해 3차원 파일을 생성하는 스캐너입니다. 생성된 VRML 또는 WRL 파일은 풀 컬러 인쇄를 위한 입력 파일로 자주 사용됩니다.

2. 슬라이싱 처리

프린터는 파일의 단면 정보를 읽고 액체, 분말 또는 시트 재료를 사용하여 이러한 섹션을 레이어별로 인쇄한 다음 섹션의 레이어를 인쇄합니다. 다양한 방법으로 접착하여 단단한 몸체를 만듭니다. 이 기술의 특징은 거의 모든 모양의 물체를 만들 수 있다는 것입니다.

프린터에서 생성되는 단면의 두께(예: Z 방향)와 평면 방향(예: X-Y 방향)의 해상도는 dpi(픽셀/인치) 또는 미크론 단위로 계산됩니다.

일반적인 두께는 100미크론, 즉 0.1mm입니다. ObjetConnex 시리즈 및 3D Systems ProJet 시리즈와 같은 일부 프린터는 16미크론만큼 얇은 레이어를 인쇄할 수 있습니다. 평면 방향에서는 레이저 프린터와 유사한 해상도로 인쇄할 수 있습니다. 인쇄된 "잉크 방울"의 직경은 일반적으로 50~100미크론입니다.

기존 방법을 사용하여 모델을 만드는 것은 모델의 크기와 복잡성에 따라 일반적으로 몇 시간에서 며칠이 걸립니다. 3D 프린팅 기술을 사용하면 시간을 몇 시간으로 단축할 수 있습니다. 물론 이는 프린터 성능과 모델의 크기 및 복잡성에 따라 달라집니다.

사출 성형과 같은 전통적인 제조 기술은 폴리머 제품을 저렴한 비용으로 대량 생산할 수 있는 반면, 3D 프린팅 기술은 보다 빠르고 유연하며 저렴한 방식으로 상대적으로 소량의 제품을 생산할 수 있습니다. 데스크탑 크기의 3D 프린터는 디자이너나 컨셉 개발 팀의 모델 제작 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

3. 완전한 인쇄

3D 프린터의 해상도는 대부분의 응용 프로그램에 충분합니다(이미지의 가장자리가 들쭉날쭉한 것처럼 곡면에서는 거칠 수 있음). 고해상도 개체를 얻는 데 사용됩니다. 먼저 최신 3D 프린터를 사용하여 약간 더 큰 개체를 인쇄한 다음 표면을 약간 연마하여 표면이 매끄러운 "고해상도" 개체를 얻습니다.

일부 기술은 동시에 여러 재료를 인쇄할 수 있습니다. 일부 기술은 인쇄 과정에서 지지대를 사용하기도 합니다. 예를 들어, 거꾸로 된 물체를 인쇄할 때 제거하기 쉬운 것(예: 용해성 물질)을 지지대로 사용해야 합니다.