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3D프린터 출력 사례 상세보기
3D프린터 방식 소개
3D프린터 출력 사례 소개합니다. SLA 방식등 다양한 종류의 3D프린팅을 활용한 시제품제작방법과 특징에 대해서 알아보는 시간을 가져보도록 하겠습니다.
3D프린터란?
3차원 인쇄 기술(AM- additive manufacturing) 또는 적층 가공, RP(Rapid Prototype) 등 다양한 명칭으로 분류되는 3D프린팅 기술은 우리가 가정, 사무실에서 자주 사용하는 2D인쇄장비(ex 잉크젯 프린터)와 유사합니다. 데이터 신호를 읽고, 종이위에 잉크를 분사하여 인쇄물을 출력하듯 3차원의 입체 도면 (ex Auto CAD)을 바탕으로 바닥(Plate or Bed)에 열가소성 수지(ex 필라멘트), 열경화성 수지(ex 레진), 분말(ex 석고, 금속), 잉크(ex 점착재료) 등을 분사하여 얇은 층(Layer)으로 한 층씩 차례대로 쌓아올려 입체 형상을 재현합니다.
출력 방식의 분류는 소재와 구현 방식에 따라서 FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering), Polyjet 등 여러가지 종류가 있습니다.
각각의 제작 방식은 소재, 용도, 사양(ex 정밀도), 디자인 등 여러 요소들에 따라서 제작 방법의 적합성과 품질, 가격에 영향을 줄 수 있습니다. 3D프린터 출력을 통한 시제품제작을 진행하고자 하실 경우에는 위 사례들과 같이 각각의 3D프린팅 작업 방법에 따른 특징들을 반드시 파악하고 있어야 합니다.
- FDM(Fused Deposition Modeling): 디자인 구현 범위, 정밀도, 표면 조도는 다소 낮은 편 / 제작 비용이 저렴하고 내구성과 내열성 우수
- SLA(Stereolithography): 활용 소재 범위가 좁고 내구성과 내열성이 떨어짐 / 디자인~표면 조도 우수 / 제작 비용의 경우 품질 대비 합리적
- SLS(Selective Laser Sintering): 알루미늄(AL), 스텐(SUS) 등 금속 재료 적층에 주로 활용 / 표면 조도와 정밀도가 매우 떨어짐
- Polyjet: 전체적인 성능이 우수하나 비용이 높음
3D프린팅을 활용한 시제품 제작 방법
1. G-Code 변환을 위한 캐드(CAD) 데이터 생성
3D프린팅 작업을 위해서는 반드시 2D 또는 3D형태로 제작된 설계 도면이 필요합니다. 출력하고자 하는 제품에 대한 기본적인 제품 기획안이나 치수가 기입된 컨셉 도면을 제공해주시면 자료를 바탕으로 설계 작업을 진행합니다.
-> 설계도가 완성되면 전용 툴(tool)을 활용하여 G코드로 변환
2. 3D프린터 출력
출력 작업을 위한 장비 설정 및 준비 과정을 거치고 변환된 데이터(G-code)를 제작 장비에 전송.
※ 제품 제작 과정에서 소재의 가열+냉각 과정에서 유해물질이 발생할 가능성이 있기 때문에 가급적 밀폐된 공간에서 사용은 주의하고 환기와 마스크, 장갑을 꼭 착용해야 합니다.
3. 결과물 확인
설계 과정에서 잘못된 치수 기입이나 제품의 구조적 문제(ex 부품 간섭)가 없는지 확인하고 이를 바탕으로 제품을 개선하기 위한 수정 및 보완 작업을 진행합니다.
※ 보완이 필요한 경우 반드시 제품 설계를 재수정하고 샘플 제작을 다시 진행하는 것이 바람직합니다.
4. 후가공
제품의 성격에 따라서 회로 조립, 도색 등의 여러가지 후처리 작업들이 있습니다. 일반적으로 이와 같은 후처리 과정은 제품의 사용목적에 따라서 도색 여부를 결정합니다.
예를 들어 자사 내에서 설계 검증을 위한 시험품 목적인 경우는 별도의 후처리나 조립 과정을 생략할 수 있으며 전시회, 박람회 참여, 상품페이지 제작 등 고객을 대상으로 제품을 홍보하기 위한 목적이라면 표면 도색 작업을 진행하시는 것을 추천합니다.
시제품 제작 방법에는 3D프린터 이외에도 CNC, 진공주형 등 제품에 요구되는 사항에 따라서 여러가지 방식들을 활용할 수 있습니다. 샘플 제작의 경우 다품종 소량생산의 성격이 강하기 때문에 단품생산에 적합하지 않은 작업 방식들을 활용할 경우 과다한 비용 지출 발생할 우려가 높기 때문에 공정 선정에 있어서 신중하게 판단하고 업체를 결정하시길 바랍니다.
