3D프린팅제품 제작 사례

컴퓨터를 통해 생산이 이루어지는 공장 자동화 체계의 3차 산업혁명을 지나 현재는 IOT라는 사물인터넷과 인공지능이 개발된 4차 산업혁명에 이르렀습니다.

잠깐 관련 설명을 하자면 이전까지의 공장 자동화는 미리 입력된 프로그램에 따라 생산시설이 수동적으로 움직이는 것을 의미했으나 4차 산업혁명에서 생산설비는 제품과 상황에 따라 능동적으로 작업 방식을 결정하게 되는데요, 지금까지는 생산설비가 중앙집중화된 시스템의 통제를 받았지만 현재는 각 기기가 개별 공정에 알맞은 것을 판단해 실행하게 됩니다.

 

여기에는 3D프린팅도 포함이 되는데요, 오늘은 3D프린팅제품 제작 사례에 대해 이야기 해볼까 합니다.

보통 시제품이나 목업 제작을 할 때 많이 쓰는 방식이 FDM과 SLA입니다.

 

3D프린터의 종류가 다양하다 보니 그에 맞는 특징과 장단점 또한 다른데요, 간단히 알아보고 가자면 전자의 경우에는 필라멘트라는 재료를 녹여서 압출하여 한층 한층 쌓는 방식인데요, 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.

후자의 경우 액체를 사용하는데요, 액상 수지에 레이저를 쏴서 굳혀 형상을 만드는 방식으로 서포터가 필요 없고, 표면에 적층되는 줄이 보이지 않아서 훨씬 정교한 출력물을 얻을 수 있습니다.

그러나 프린터 자체도 비싸지만 재료도 비싸서 제작비용 또한 상대적으로 비싼 편입니다.

보통 목업을 제작할 때 필라멘트압출방식만으로 제작하는 경우도 있고, 광경화 적층방식으로만 제작하는 경우도 있습니다.

그리고 전시모형이나 건축모형의 경우에는 두 가지 방식의 출력물을 같이 사용해서 만들기도 합니다.

사용 용도나 목적에 따라 적용되는 방식도 다르며 제작을 요구하는 고객이 원하는 방식으로 할 수도 있고 제작자가 형상이나 크기 등을 고려해서 제작하기도 합니다.

3d프린팅제품을 제작하기 위한 방법은?

 

먼저 3D프린터로 출력을 하려면 3D데이터가 있어야 합니다.

제품을 만들기 위해서는 아이디어는 당연히 필수! 그 아이디어를 구체화하기 위해 하는 작업이 바로 3D모델링입니다.

모델링이 완성되면 G-code로 변환해줍니다.

 

G코드가 무엇이냐!

수치 제어(NC) 기반의 기계 이동 경로 등을 제어하는데 보편적으로 사용되며 레이저가공, 워터젯, CNC, MCT, 고속가공기 등에도 사용되는 것을 말하는데요, 쉽게 말해서 3D printer가 인식할 수 있는 코드를 말합니다.

 

그리고 캐드나 싱기버스 등의 사이트로부터 받은 콘텐츠를 G-code로 변환해주는 프로그램을 슬라이서(Slicer)라고 합니다.

 

슬라이서는 프린트하기 위해 우너료를 쌓기 위한 경로와 속도, 압출량 등을 계산해서 지코드를 만들어 내기때문에 그 능력에 따라 같은 프린터로도 많은 품질의 차이를 만들어냅니다.

지코드 변환 프로그램은 무료 프로그램인 큐라(Cura)나 유료프로그램인 심플리(simplify3D)를 많이 사용하는 편입니다.

 

코드 변환을 하였다면 3D printing을 하고 필요하다면 후가공 및 조립을 하면 완성!

RP(Rapid prototype) 종류 중 사용 목적에 맞춰서 FDM이나 SLA, SLS, DLP 등 다양한 방식을 활용해서 제작하면 됩니다.

마지막으로 3D프린팅제품 중 두 가지 방식을 활용해서 제작한 예를 한 가지 들어볼게요.

모델하우스에서 흔히 볼 수 있는 아파트 단위세대 모형!

 

전체적인 형상을 잡는 모형은 FDM방식으로 출력을 하고 세부적으로 들어가는 가스렌지, 식기, 화장실 변기나 세면대 등 아주 작은 모형은 SLA방식으로 출력하는 거죠.

최근에는 건축모형을 만들 때도 3D프린터를 많이 활용한다고 합니다.

제일 큰 이유는 크기에 구애받지 않고, 대부분의 형상이 제작 가능하며 소량생산이 가능하다는 것!

 

만들고 싶은 부품이나 소품이 있다면 3d프린터로 제작해보는 건 어떨까요?