RP(Rapid prototype) 쾌속조형기란?

최근 3, 4년 전부터 3D프린터에 관심을 가지는 사람들이 많은데요, 오늘은 가장 기본적인 RP(Rapid prototype) 쾌속조형기에 대해 알아보도록 하겠습니다.

먼저 그 뜻을 알아봐야겠지요?

 

설계 단계에 있는 3차원 모델을 실용적이고 현실적인 모형이나 시제품(Prototype)으로 다른 중간 과정 없이 빠르게 생성하는 새로운 기술을 말하는데요, 일반 적인 2D프린터는 그림이나 글자를 종이에 적어 내는 것이라 하면 이 장비는 입체모형의 형상을 출력하는 기술입니다.

 

입체 형태를 만드는 방식에 따라 크게 한 층씩 쌓아 올리는 적층형과 큰 덩어리를 깎아가는 절삭형으로 구분되는데, 전자는 Rapid prototype 장비를, 그리고 후자는 CNC가공을 말합니다.

적층형은 파우더(석고나 나일론 등의 가루)나 플라스틱 액체 또는 플라스틱 실을 종이보다 얇은 층(레이어)으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들어내는 방식이고, 레이어가 얇을수록 정밀한 형상을 얻을 수 있으며 채색을 동시에 진행할 수 있습니다.

 

그에 비해 절삭형은 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아내 입체 형상을 만들어내는 방식으로 적층형에 비하여 완성품이 더 정밀하다는 장점이 있지만, 재료가 많이 소모되고 채색 작업을 따로 해야 하는 단점이 있습니다.

쾌속조형기의 종류는 다양한데 차례대로 알아보도록 하겠습니다.

① FDM(Fused Deposition Modeling)은 필라멘트라는 플라스틱 재료를 고온에 녹여 층층히 쌓아 적층하는 방식으로 재료값이 저렴해서 작업할 때 활용도가 가장 높은 편이나 장비의 특성상 표면이 매끄럽지 못하고 줄이 간 모습이 보입니다.

소재는 PLA, ABS, TPU, 나일론, PC, PVA, HIPS 등 다양합니다.

 

② SLA(Stereolithography)는 액체형 재료를 사용하는 장비로 액상레진에 레이저를 쏴서 굳혀 형상을 만드는 방식으로 표면조도와 정밀도가 아주 우수한 편이지만 소재와 장비 자체가 비싼 편입니다.

 

③ SLS(Selective Laser Sintering)는 파우더형 가루 소재를사용하며 레이저로 분말을 녹여서 굳혀서 제작하는 방식으로 자동차/항공산업에 많이 활용되고 있으며 출력이 느린 편이고, 분말의 특성상 형상이 나오면 가루를 털어줘야 하는데 그 작업시에는 마스크를 꼭 하고 작업을 진행해야합니다.

④ DLP(Digital Light Processing)는 SLA와 비슷한 형식의 장비이며 UV광원을 이용해서 액상레진을 굳혀 만드는 것으로 출력속도가 빠르고 정교하고 세밀한 출력물을 확보할 수 있으며 서포트도 깔끔하게 제거 할 수 있습니다. 하지만 원료와 색상의 제한이 있으며 가격이 상당히 비싼 편입니다.

 

DLP(Digital Light Processing)는 SLA와 비슷한 형식의 장비이며 UV광원을 이용해서 액상레진을 굳혀 만드는 것으로 출력속도가 빠르고 정교하고 세밀한 출력물을 확보할 수 있으며 서포트도 깔끔하게 제거 할 수 있습니다. 하지만 원료와 색상의 제한이 있으며 가격이 상당히 비싼 편입니다.

3DP (Three Dimensional Printing)는 석회가루 등 파우더 소재를 사용하며 파우더 재료에 접착제를 사용하고, 잉크젯 프린터 헤드를 통해서 컬러 잉크를 사용하여 컬러 출력 가능한 장비입니다. 다른 장비들에 비해 표면조도 약간 미흡한 편입니다.

 

⑤ LOM (Laminated Object Manufacturing)는 종이, 금속 호일, 플라스틱 필름 등 Sheet를 소재로 사용하는 장비이며 재료를 겹겹이 층을 쌓아 만드는 방식으로 표면조도가 우수하지만 종이 외 타재료 방식은 표면조도가 좋지 않은 편입니다.

 

⑥ DMLS (Direct Metal Laser Sintering)은 금속 합금 소재를 사용하며 금속 파우더를 레이저로 소결하여 제작하는 방식으로 재료강도가 매우 우수합니다.

우리가 알고 있는 Rapid prototype는 종류가 매우 다양하며 장비마다 다른 특징을 가지고 있는데요, 가능성이 무한한 쾌속조형기가 기존 출시된 장비들의 단점을 보완해서 앞으로 얼마나 더 좋은 장비들이 출시될지 엄청 궁금하네요.

지금까지 3D프린터의 종류에 대해 소개드린 뽀니였습니다.