DLP프린터 원리와 특징 알아보기

오늘은 앞서 알아본 SLA방식과 유사한 방식인 DLP프린터의 원리와 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.

이 두 가지 방식 모두 액상 수지를 이용해 빛을 쏘아 형상을 만드는 방식으로 유사하다고 할 수 있는데요, 같은 방식이 아니기 때문에 완전히 똑같지는 않습니다.

그에 다른 차이점도 있죠.

그럼 지금부터 DLP3D프린터에 대해 샅샅히 파헤쳐보도록 하겠습니다.

 

1. DLP프린터란

DLP란 Digital Light Processing의 약자로 우리말로 풀이하면 마스크 투영 이미지 경화방식이라고 하며 주로 치과치료나 보석공예품 제작에 많이 활용되고 있습니다.

액체 상태의 광경화성 수지에 빔프로젝터를 이용해 조형하고자 하는 모양의 빛을 투사하여 수지를 경화시켜 적층하는 방식으로 복잡하고 정교한 출력물을 인쇄하기 위해 사용되는 방식입니다.

최근 치과에서 임플란트를 하면 사용되는 3D프린터가 이 방식이라고 할 수 있습니다.

 

DLP는 1980년 후반에 나온 프린팅 방식으로 단일 지점이 아닌 한 층을 경화시키는 방식이고, 이와 유사한 SLA방식은 1980년 초반 개발되었고, 집중된 레이저를 이용해 특정 단일지점을 경화시킨다는 차이가 있습니다.

DLP프린터는 학교에서 사용되는 빔 프로젝터 스크린을 이용해 레이어 한 면을 단일 이미지를 한층 한층 굳히며 레이어를 만드는 구조입니다.

이는 디지털 프로젝터에 의해 활용되기 때문에 출력물의 크기가 커지거나 대량의 출력물인 경우 해상도가 떨어진다는 단점이 있습니다.

쉽게 말해서 디지털 프로젝터가 가까운 스크린에서는 해상도가 높지만 멀어질수록 해상도가 떨어지기 때문인데요, 이에 렌즈를 교체해야 하거나 빌드 영역을 제한해야 하는 단점이 있습니다.

그래서 쥬얼리나 피규어 같은 작은 출력물처럼 디테일함을 추구하는 출력물은 DLP방식이 적합하지만 정밀도나 품질이 좋으면서 형상이 큰 출력물 같은 경우에는 SLA3D프린터가 적합합니다.

 

이 방식의 프린터는 하나의 직사각형 픽셀로 구성되기 때문에 곡선을 출력하게 되면 약간의 등고선 같은 무늬가 나타날 수 있는데, 컴퓨터로 아주 작은 크기의 이미지를 크게 확대하면 그림이 깨져 계단처럼 보이는 것과 같다고 보면 이해하기 쉬울 것 같습니다.

 

FDM방식과 다른 점을 살펴보자면,

① 출력마다 레벨링이 필요하지만 대량 생산이 가능하다.

- 빔 프로젝터의 해상도에 따라 제품의 품질에는 차이가 있지만 사진과 같이 여러 개를 한 번에 출력할 수 있습니다. 다만 FDM방식과 달리 베드를 분리해 다시 끼워야하기 때문에 제품을 출력할 때마다 레벨링을 해야 한다는 단점이 있다.

② 빠른 출력이 가능하다.

- 이 방식의 특징 중 하나가 마이크로미터 단위로 출력 가능하다는 것인데 레이어 면적이적기 때문에 빠르게 출력 가능하다.

③ 냄새가 매우 심하다.

- 냄새가 심한 편이라 환기를 시키고 방진마스크를 끼고 작업을 하는 것이 좋다.

④ 출력물이 유리라고 볼 수 있어 작은 충격에도 잘 깨진다.

- DLP출력 원료는 아크릴 성분이 있는데 아크릴은 플라스틱 중에서도 잘 깨지는 것으로 출력물 또한 적은 충격에도 잘 깨지는 편이라고 한다.

⑤ 출력 실패 시 뒤처리가 어렵다.

- 다른 방식의 프린터 같은 경우에는 출력 시 불량이 나면 출력물만 베드에서 떼어내고 다시 작업을 하면 되는데 DLP프린터의 경우 소재가 액상 수지다 보니 출력에 실패하면 액체가 담긴 수조 위에 떠다니기 때문에 어떤 부분부터 실패가 되었는지 알아내기도 어렵고 그 부분을 찾아내 떼어내는 것 또한 번거롭고 어렵다.

 

2. 원리

광경화성수지를 이용하여 형상을 만드는 방식으로 자외선 파장을 이용해 레진을 쌓아 조형하는 방식이다.

① 액상 수지가 있는 수조에 DLP 빔 프로젝터가 빛을 쏜다.

② 조형 이미지대로 빛을 쏘면 수조 안에 있던 광경화 수지가 디지털 라이트에 의해 굳는다.

③ 수조 안에 있는 베드(조형판)이 한 층씩 소재가 굳어서 형상을 만들 때마다 정해진 두께만큼 위로 올라간다.

④ 베드가 올라가면 수조에 또 조형 이미지대로 빛을 쏘면 빛을 받은 곳은 굳으면서 형상을 만든다.

⑤ 조형물이 완성될 때까지 이를 반복한다.

 

3. 특징

1) 장점

① 표면조도와 정밀도가 높다.

② 출력 속도가 빠른 편이다.

③ 서포트 같은 부재료 형성이 필요없다.

④ 적층면이 균일하다.

2) 단점

① 장비와 소재가 비싼 편이다.

② 출력 소재가 제한적이다.

③ 조형물의 사이즈가 작다.

④ 소재에 유독가스 유해물질을 발생하기 때문에 사용에 주의가 필요하다.

⑤ 출력 후 출력물 전용 알코올로 세척해야 해서 번거롭다.

⑥ 출력물의 파트가 클수록 해상도가 떨어져서 대형물 출력이 어렵다.

 

 

지금까지 SLA방식과 유사한 액상수지에 빛을 쏘아 형상을 만드는 DLP방식에 대해 알아보았는데요, 출력물의 크기가 클 때는 SLA방식으로 출력하는 것이 좋고, 크기가 작을 경우 DLP방식으로 제작하는 것이 적합하다는 것을 알게 되었네요!

그 외에도 각각의 장단점을 파악해 사용 목적과 용도에 맞게 활용하면 좋을 것 같습니다.