기계모형 제작 사례로 3D프린터방식 파헤치기

RP(Rapid prototype) 기술이 발달하면서 시제품제작의 과정이 단순해지고, 비용도 전의 가공법에 비해 상대적으로 저렴해져서 업체나 개인이 기계모형이라던지 일상생활에 필요한 아이디어 제품을 쉽게 만드는 추세입니다.

오늘은 3D프린터방식에 대해 이야기 해보려고 하는데요, 그 이유는 종류가 다양하고 그에 따른 장단점이 다르기 때문이죠.

장비들에 대해 모르는 상태보다는 대략적인 특징이나 장단점을 알고 제작 문의를 하는 것이 좋습니다.

 

그 이유는 예를 들어 우리가 수박을 살 때 그냥 눈에 보이는 아무거나 사는 것이 좋을까요? 아니면 잘 익은 수박의 특징을 조금이라도 알아서 두드려보거나 아니면 색이나 무늬, 크기를 봐서 고르는 것이 좋을까요?

아무래도 살펴보고 산 수박이 더 달고 맛있겠죠?

여러분들이 조금이라도 관심을 가질 수 있도록 다양한 종류의 3D프린터방식에 대해 낱낱이 파헤쳐 보겠습니다!!!

 

적층가공기술은 주로 기계모형이나 전시모형 등 시제품, 목업 제작 등에 많이 사용되는데요, 우선은 이 기술이 어떤 기술인지 의미를 살펴보죠.

3D프린터란!!???

2D 프린터는 종이를 이용해서 글자나 그림이 종이에 그려져 나오게 인쇄하는 것인데 이것은 3차원 물체를 기존의 방법인 절삭가공이 아닌 재료를 녹여서 한층 한층 적층하는 방식으로 실물제품을 찍어내는 것으로 기존의 절삭가공 방식(NC)이 아닌 적층하는 방식(RP)으로 컴퓨터 모델링 프로그램으로 만든 3차원 설계도면을 바탕으로 실물의 입체 모양을 그대로 제작하는 기계를 말합니다.

 

가장 큰 장점은 제작 사이즈 크기 내에서는 절삭가공 방식의 복잡한 모형의 형상도 제작 가능하기 때문인데요, 이것은 베드판 위로 재료를 쌓아가는 방식이라서 제품형상 구현에 한계 없고, 인간이 상상하는 데로 어떤 모양도 출력이 된다고 해도 과언이 아닐 정도로 그만큼 어마어마한 장점을 가지고 있다는 것이죠.

그럼 차례대로 3D프린터방식 종류는 FDM, SLA, SLS, DLP로 나눠집니다. 차례대로 설명해 드릴게요.

먼저 Fused Deposition Modeling방식은 가장 기본적인 방식으로 뜨거운 노즐을 통해 원료를 녹여 압출하는 방식입니다.

원료를 실 형태로 가공해서 사용하는데 이 재료를 필라멘트(Filament)라고 합니다.

필라멘트 소재에는 PLA와 ABS, HIPS, PVA, WOOD 등 다양하지만 많이 사용하는 2가지만 알아볼게요.

PLA(Poly-Lactic Acid)는 낮은 온도에서 출력이 가능하고, 수축이 잘 안되며 옥수수 전분으로 만든 친환경 소재입니다. 그러나 습기에 영향을 많이 받으며 쉽게 부서지기 때문에 조심해야 하며 무엇보다 후가공이 어렵습니다.

 

ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)의 경우 내구성이 강하고, 높은 온도에도 잘 견디고, 색상이 다양하다는 특징이 있으며 후가공이 편리합니다. 그러나 쿨링 중에 수축이 잘 일어나며 출력시에 냄새로 인해 환기가 잘 되는 곳에서 사용해야 합니다.

Stereo Lithography Apparatus 방식은 가장 오래된 출력 방식으로 광경화 수지에 레이저를 쏘아서 굳어지며 형상을 만들어내는 방식입니다.

 

정밀도가 굉장히 높으며 출력 표면의 상태도 매우 우수해서 쥬얼리 업계에서도 많이 사용하는 방식입니다. 그러나 장비 가격이 비싸고, 재료비가 높다는 단점이 있습니다.

Digital Light Processing 방식은 광경화 적층방식과 매우 유사하며 다른 점을 뽑자면 SLA는 레이저로 빛을 쏜다면 DLP는 빔프로젝터로 빛을 쏘아 제작하는 방식으로 상대적으로 출력 시간이 빠른 편입니다.

 

마지막으로 Selective Laser Sintering 은 분말을 재료로 하여 적층하는 방식입니다.

사용되는 분말이 어떤 것이냐에 따라 출력물의 강도가 달라지는데요, 이 방식은 출력 퀄리티가 매우 높으며 일부 장비는 컬러까지 입혀서 출력할 수도 있고, 주로 피규어를 만들 때 많이 사용합니다.

 

지금까지 3D프린터방식에 대해 간단히 알아보았는데요, 기계모형이나 전시모형 등 시제품, 목업 제작, 다양한 분야에서 사용되는 3D프린터!

이 매력적인 장비에 빠져들면 헤어나올 수 없고, 자연스럽게 무한 관심을 가지게 된답니다~

오늘은 간단한 특징에 대해서만 설명을 해드렸는데 다음 포스팅에서는 다양한 방식의 종류를 조금 깊에 깊게~ 파고들어서 알려드릴게요!

그럼 안녕~~