SLA 3D 프린팅 마스터하기: 전문가 설계 팁 및 모범 사례

광경화성 수지 조형(SLA)은 다재다능하고 고품질의 제조 및 시제품 제작 공정입니다. FDM(Fused Deposition Modeling) 같은 압출 기반 적층 제조 기술만큼 널리 사용되지는 않지만, SLA는 사실 1980년대에 처음 등장한 3D 프린팅의 원조 격입니다. 오늘날 3D 시스템즈(3D Systems)와 폼랩(Formlabs) 같은 브랜드 덕분에 데스크톱 SLA 프린터가 대중화되었으며, 이 기술은 주얼리 주형부터 치과 제품까지 모든 것을 만드는 데 사용됩니다.

3ERP의 효율적인 3D 프린팅 서비스를 이용하면 SLA로 제품이나 시제품을 제작하기가 쉽고, 그 이점도 많습니다. 우선 SLA 프린터로 물체를 출력하는 과정은 압출 기반 프린팅보다 훨씬 빠릅니다. 더 나아가 출력된 부품의 표면 마감이 놀랍도록 매끄러운 경우가 많아, 때로는 후처리조차 필요하지 않습니다. SLA의 또 다른 장점은 반투명 소재를 포함한 다양한 색상 옵션으로, 출력 부품의 설계 가능성을 크게 넓혀줍니다.

SLA 작동 원리

광경화성 수지 조형은 광중합체 수조 광중합 방식의 3D 프린팅 변형 중 하나입니다. 이 공정은 광원을 사용해 액체 수지를 경화시켜 단단한 플라스틱으로 만듭니다. 대부분의 SLA 프린터는 자외선 레이저를 광원으로 사용하며, 레이저 빔을 액체 수지의 정해진 패턴에 조사하고, 이전 층이 굳으면 다음 층으로 넘어갑니다. 특정 프린터의 설정에 따라 미러 갈바노미터를 사용해 레이저 빔을 액체 수지 위로 유도하기도 합니다.

SLA 공정:

• 감광성 수지로 채워진 수조
• 수지를 향해 조사되는 UV 레이저
• 수지 내 2D 형상 경화
• 형상이 굳으면 빌드 플랫폼이 다음 층으로 이동
• UV 레이저가 또 다른 2D 형상 경화
• 모든 층이 경화되면 3D 플라스틱 물체 완성

소재 옵션

3ERP는 SLA 3D 프린팅을 위한 여러 수지 소재 옵션을 제공합니다. 주요 소재는 다음과 같습니다:

• 수지 8119: 내열 온도 65°C까지 견디는 일반적인 SLA 소재
• 수지 8118H: 나일론 같은 특성을 지닌, 인성이 매우 뛰어난 수지
• 수지 8228: ABS 유사 수지로 내충격성과 70°C까지의 내열성 보유
• 수지 8338: 당사 수지 중 가장 내열성이 뛰어나 120°C까지 견딤

SLA용 부품 설계

CAD에 익숙한 엔지니어라면 SLA용 부품 설계에 어려움이 없을 것입니다. 그러나 출력 중이나 출력 후 문제가 발생하지 않도록 반드시 지켜야 할 규칙들이 있습니다. 예를 들어 사출 성형용으로 설계된 부품이 SLA 부품으로 그대로 기능하지 않을 수 있습니다.

1. SLA가 정말 필요한 공정인지 확인하세요

SLA는 꽤 다재다능한 3D 프린팅 공정이지만, 다른 제조 옵션을 숙지한 뒤 SLA가 최선의 선택인지 판단해야 합니다. 일반적으로 SLA는 크기에 제약이 있는 매끄럽고 정교한 부품을 제작하는 데 탁월합니다. 하지만 특히 강한 부품을 만드는 데는 적합하지 않습니다.

2. 벽 두께

초박형 벽이 필수가 아니라면, 벽 두께를 최소 1mm로 유지하는 것이 좋습니다. 이는 출력 후 부품 손상 위험을 줄여줍니다.

3. 구멍

감광성 수지는 일반적으로 점도가 높아 작은 구멍이 있는 부품에 적합하지 않습니다. 구멍 직경을 0.8mm 이상으로 유지하면 출력 과정에서 구멍이 완전히 막혀버리는 것을 방지할 수 있습니다. 불가능하다면 다른 플라스틱 제조 공정을 고려하세요.

4. 필렛(Fillet)

지지대 없는 벽에는 직각 대신 곡면인 필렛 베이스를 적용해 응력을 최소화하고 강도를 유지해야 합니다. SLA 출력 부품의 전반적인 취약성을 고려할 때, 필렛 적용은 성공적인 부품과 실패한 부품을 가르는 차이가 될 수 있습니다.

5. 길고 얇은 섹션

두 축에 비해 한 축이 현저히 긴 부품 섹션은 뒤틀림에 취약할 수 있습니다. 하지만 이는 넉넉한 서포트를 사용하면 일반적으로 완화할 수 있습니다. (어차피 서포트는 필요합니다.)

6. 양각 및 음각 디테일

상용 부품은 브랜딩이나 정보 표시를 위해 양각 또는 음각 텍스트로 마킹해야 하는 경우가 많습니다. 하지만 모든 텍스트 크기가 SLA 공정에서 선명하게 출력되는 것은 아닙니다. 일반적으로 양각 디테일은 높이 0.3mm, 너비 0.4mm 이상이어야 하며, 음각 디테일은 너비와 깊이 0.5mm 이상이어야 합니다. 불가능하다면 출력 후 마킹 기법을 활용하세요.

7. 방향(Orientation)

이 부분은 저희 쪽에서 처리하지만, 부품의 올바른 출력 방향을 선택하는 것은 매우 중요합니다. 목표는 Z축 단면적을 줄여 안정성을 확보하는 것입니다.

8. 서포트(Supports)

서포트 구조 추가는 디지털 설계를 받은 후 저희 쪽에서 진행하지만, 그 작동 원리를 아는 것은 중요합니다. 서포트 구조는 SLA에서 플라스틱 부품이 출력 중 형태를 유지하도록 돕는 핵심 요소입니다. 후처리 단계에서 부품에서 제거됩니다.

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