SLM 3D 프린터 방식의 적층 공정 살펴보기

3D 프린팅 기술은 혁신적인 제조 방식으로서 산업부터 의료, 조선업 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

 

그 중에서도 SLM(Selective Laser Melting) 3D 프린터는 최근 많은 관심을 받고 있는 방식의 적층 공정입니다.

 

SLM 3D 프린터 방식은 복잡한 형상의 3D 오브젝트를 제조하는데 사용되며 다양한 산업 분야에서 혁신적인 결과를 낳고 있습니다.

 

1. 원리

SLM 3D 프린터는 고열 레이저를 사용하여 3D 오브젝트를 제조하는 적층 공정입니다.

 

작업 공간에는 금속 분말이 충전된 빌드 플레이트 (Build Plate)가 필요합니다.

 

빌드 플레이트는 프린팅 작업의 기반이 되며 금속 분말이 충전되어 있으며 이동이 가능하고 한 층(Layer)의 재료 적층이 완료되면 Z축으로 하강하여 레이어에 분말을 덮으면서 3차원의 입체 형상을 구현합니다.

 

2. 특징

 

SLM 3D 프린팅은 다른 제조 방식에 비해 몇 가지 독특한 장점을 가지고 있습니다.

 

레이저의 정교한 조절과 고열을 통해3D 모델을 효과적으로 구현할 수 있습니다.

 

기하학적으로 복잡한 구조, 내부 구멍, 중첩된 부품 등 디자인에 대한 제약이 적어 복잡한 형태의 오브젝트를 자유롭게 제조할 수 있습니다.

 

스테인리스 스틸, 알루미늄, 티타늄, 니켈 기반 합금 등 다양한 금속 소재를 사용하여 강도, 내구성, 열전도성 등의 속성을 조절할 수 있습니다.

 

SLM 3D 프린터의 적층 공정은 이와 같은 다양한 장점으로 산업 분야에서 혁신적인 제조 방식으로 채택되고 있습니다.

 

항공 우주 산업에서는 경량화와 고성능 부품 제조에 활용되며 의료 분야에서는 맞춤형 의료 장비나 인공 관절 제조에 활용됩니다.

 

SLM 3D 프린터 방식은 지속적인 기술 개발과 연구를 통해 새로운 소재의 도입을 추구하고 있습니다.

 

이는 제조 가능한 범위를 확장하고 산업 분야에서 더 많은 응용을 가능하게 합니다.

 

티타늄 합금, 니켈 합금, 알루미늄 합금 등 다양한 합금 소재를 사용하여 부품의 강도, 경량화, 내부 구조 제어 등을 개선할 수 있습니다.

 

알루미늄, 마그네슘, 탄소섬유 등의 경량 소재를 사용하여 부품의 무게를 줄이고 에너지 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

 

이는 항공 우주, 자동차 및 운송 분야에서 특히 중요한 요소로 작용할 수 있습니다.

 

기능성 소재는 SLM 3D 프린팅 적층 공정에서 매우 흥미로운 도전 과제입니다.

 

전기적, 자기적, 열적 또는 화학적 특성을 가지고 있는 소재로 센서, 반사경, 고열 부품 등 다양한 응용 분야에 활용될 수 있습니다.

 

의료 분야에서는 생체 호환성 소재의 제조에 SLM 3D 프린팅을 활용하고 있습니다.

 

이는 인공 관절, 심장 밸브, 치과 임플란트 등의 제조에 활용될 수 있습니다.

 

다양한 생체 호환성 소재의 도입을 통해 맞춤형 의료 제품의 개발과 환자 맞춤형 치료에 기여할 수 있습니다.

 

새로운 소재의 도입은 SLM 3D 프린팅 기술의 발전을 촉진하고 제조 가능한 제품의 다양성을 향상시킵니다.

 

연구 및 개발의 노력은 더 많은 소재의 활용과 향상된 소재 특성을 실현하기 위해 지속적으로 이루어지고 있습니다.

 

이를 통해 SLM 3D 프린터 방식은 더욱 넓은 산업 분야에 적용될 수 있는 기술로 진화하고 있습니다.

 

다양한 적층 공정 방식 중에서도 혁신적인 도전 과제들이 많이 남은 SLA 방식은 정확하고 복잡한 형태의 3D 오브젝트를 제조할 수 있으며 항공, 우주 산업, 의료 분야 등 다양한 산업에서 활용되고 있습니다.

 

하지만 SLM 방식은 혁신적인 3D프린팅 기술이지만 몇 가지 문제점을 가지고 있습니다.

 

금속이 레이저로 녹여 응고되는 과정을 거치기 때문에 이 과정에서 금속의 경도와 미세 구조에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

재료의 기계적 성질이나 일관성을 유지하기 위해서는 제조 과정의 최적화와 열처리가 필요합니다.

 

SLM 3D 프린팅 시에는 오브젝트가 플레이트(Plate) 위에 지지되어야 합니다.

 

이 지지 구조를 제거할 때 부품의 외형을 손상시킬 수 있으며 추가적인 후가공 작업이 필요할 수 있습니다.

 

초기 비용 부담이 높은 것도 해결이 필요합니다.

 

SLM 방식의 고가의 3D프린터 장비로 초기 설치시 비용 부담이 높고 유지 보수 및 관리에서 발생하는 비용 부담이 발생합니다.

 

레이저 시스템과 금속 분말 소재는 비용이 높아 초기 투자 비용이 크게 듭니다.

 

이는 소규모 기업이나 개인 사용자에게는 접근성이 낮은 요소로 작용할 수 있습니다.

 

SLM 3D 프린터 방식은 한 번에 하나의 층을 제조하는 적층 공정이기 때문에 상대적으로 느릴 수 있습니다.

 

대량 생산이 필요한 경우에는 시간이 많이 소요될 수 있으며 생산성의 향상을 위해 공정 및 기술 개선이 요구됩니다.

 

SLM 방식은 모든 금속 소재의 제조가 가능한 것은 아니며 일부 재료의 경우에는 제조 과정에 어려움을 겪을 수도 있습니다.