다양한 방식으로 알아보는 3D프린터시제품제작 사례

우리가 알고 있는 ‘프린터’라고 하면 일반적으로 디지털화된 파일이 전송되면 잉크를 종이 표면에 분사하여 2D이미지 즉 활자나 그림을 인쇄하는 원리인데요, 이는 앞뒤(X축)와 좌우(Y축)으로만 움직입니다.

3D프린터는 기존 프린터에서 상하(Z축) 운동을 더하여 입력한 도면을 바탕으로 3차원의 입체 물품을 만들어내는데요, 이 RP(Rapid prototype) 방식은 전시물, 목업(Mock-up) 제작 등 다양한 모형제작에 활용되고 있습니다.

 

오늘은 다양한 방식으로 알아보는 3D프린터시제품제작 사례를 소개할까 합니다.

 

우리가 알고 있는 일반 프린터도 잉크젯, 레이저 등 종류가 다양하듯 입체프린터 또한 종류가 다양합니다.

입체 형태를 만드는 방식에 따라 크게 큰 덩어리를 깎아가는 절삭형과 아래부터 위로 한 층씩 쌓아 올리는 적층형으로 구분하는데요, 전자는 NC가공방식이고 후자는 파우더나 플라스틱 액체 또는 플라스틱 실을 종이보다 얇은 층으로 겹겹이 입체형상을 만들어내는 AM(Additive Manufacturing) 방식으로 레이어가 얇을수록 정밀한 형상을 얻을 수 있고, 채색을 동시에 진행할 수 있습니다.

절삭형의 경우 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아내 입체형상을 만들어내는 방식으로 적층형에 비하여 완성품이 더 정밀하다는 장점이 있지만 재료가 많이 소모되고 채색 작업을 따로 해야 하는 단점이 있습니다.

 

3D프린터시제품제작 방법에 대해 알아볼게요.

 

먼저 제작 단계는 크게 modeling-printing-finishing으로 나눠지는데요, 모델링은 3D도면을 제작하는 단계로 관련 프로그램이나 3D스캐너를 활용해서 제작할 수 있습니다.

도면준비가 되면 프린팅을 합니다.

 

이때 절삭형을 할 것이냐, 적층형으로 할 것이냐로 나눠지는데 소요시간은 제작물의 크기와 복잡도에 따라 다르며 수량이 많다면 전자를 하는 것이 단가나 품질에서 더 좋으나 수량이 1, 2개로 적다면 후자의 방식으로 진행하는 것이 비용을 절감할 수 있습니다.

 

피니싱은 출력된 제작물에 대해 보완 작업을 진행하는 단계로 색을 칠하거나 표면을 연마하거나 부분 제작물을 조립하는 등의 작업을 진행하는 것입니다.

제작 방법을 알아봤으니 다양한 방식의 3D프린터종류에 대해 알아볼게요.

 

우리가 시제품제작이나 목업제작에 많이 활용되고 있는 대표적인 방식은 FDM과 SLA입니다.

FFF방식은 오랜시간 전부터 서서히 개발 보급되어 온 방식으로 필라멘트라는 플라스틱 소재를 고온의 노즐에 넣어 압출해서 한층 한층 쌓아 올려 모형을 만듭니다.

 

이 방식의 특징 때문에 표면이 매끄럽지 않고 적층되는 줄이 눈에 보이기 때문에 일반 형상만 확인하는 시제품에 사용되는 것은 상관없지만 홍보용이나 전시용으로 사용하려면 후가공을 통해 표면을 매끄럽게 다듬어주는 작업이 필요합니다.

필라멘트압출방식은 PLA와 ABS라는 플라스틱 수지를 사용하는데 전자는 친환경소재로 후가공 작업은 어렵지만 제품출력이 용이합니다.

 

후자의 경우는 후가공이 아주 우수하지만 소재의 수축성이 강해 제품 품질에 영향이 갈 수도 있다는 단점이 있습니다.

 

시제품제작을 위해 출력할 때는 ABS보다는 소재의 변형이 없고 좋은 품질을 위해서 PLA를 많이 사용하는 편입니다.

SLA방식은 레진프린팅으로 FDM처럼 노즐을 사용하지 않고 액체 수지에 레이저를 쏴서 고체로 경화시켜 형상을 만드는 방식으로 훨씬 정교한 출력물을 얻을 수 있습니다.

그러나 프린터 자체도 비싸지만 재료도 비싸서 제작 비용 또한 상대적으로 비싼 편입니다.

 

예전에는 Fused Deposition Modeling방식과 Stereo Lithography Apparatus방식은 품질차이가 많이 난다고 하는데 최근에는 필라멘트압출방식도 품질이 많이 좋아져서 크게 차이가 나지 않는다고 합니다.

지금까지 다양한 방식으로 알아보는 3D프린터시제품제작에 대해 알아보았는데요~

다양한 분야에서 쉽고 저렴하게 활용되는 3DPRINTING! 여러분들도 혹시나 기회가 된다면 전문업체에서 제작 해보시는게 어떨까요?