주얼리 3D 프린팅 완벽 가이드: 초보자부터 전문가까지

적층 제조 기술의 발전과 함께 주얼리 생산만큼 큰 가능성을 보인 산업은 드뭅니다. 3D 프린팅은 다양한 금형과 때로는 직접 소재 가공을 통해 패션 액세서리 아이템에 완전히 새롭고 독창적인 형태를 창조할 수 있게 해줍니다. 적층 제조는 또한 다양한 제조업체들이 다양한 패션 액세서리의 디자인을 빠르고 정밀하게 테스트하고 시제품 제작할 수 있는 능력을 부여했습니다.

전통적인 주얼리 제작 방식은 수공예나 왁스 주조가 필요했는데, 둘 다 인적 오류가 발생하기 쉽고 3D 프린팅보다 느린 경우가 많습니다. 이는 적층 제조 분야에 독특한 기회를 제공하는데, 기계적 정밀도를 제공할 뿐만 아니라 훨씬 더 나은 반복성과 사용 편의성을 제공하기 때문입니다. 또한 패턴 재현과 개발을 훨씬 쉽게 해주는 디지털화 수준을 높여줍니다.

하지만 리드 타임이 단축되고 최종 형상에 대한 통제력이 커졌음에도 불구하고, 3D 프린팅 도구를 선택할 때는 여전히 여러 고려 사항이 있습니다. 주얼리를 프린팅하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 각각 고유한 장단점과 기술, 소프트웨어 옵션을 가지고 있습니다. 이 글은 이러한 각 요소에 대한 통찰을 제공하고자 합니다.

프린팅 접근 방식

광범위하게 말하면, 모든 주얼리 프린팅 방법과 기술은 직접 및 간접 3D 프린팅이라는 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 전자는 이름 그대로 최종 소재를 사용해 주얼리를 직접 프린팅하는 방식입니다. 반면 간접 프린팅 방식은 주얼리 제작 공정에 사용할 금형이나 주조 패턴을 제작하며, 석고나 왁스 같은 소재를 사용할 수 있습니다.

직접 프린팅 (Direct Printing)

직접 프린팅은 주로 선택적 레이저 소결(SLS) 또는 용융(SLM)을 포함하며, 금형이나 패턴을 만드는 방식보다 훨씬 덜 일반적입니다. 주조와 금형에 의존하는 방식으로는 만들 수 없는 형상과 형태 측면에서 더 넓은 가능성을 허용한다는 장점이 있습니다. 하지만 여전히 훨씬 덜 대중적입니다.

직접 프린팅의 대중화를 막는 몇 가지 금지 요인이 있지만, 가장 큰 것은 기술이 비싸서 종종 10만 달러짜리 장비에 의존한다는 점입니다. 저렴한 장비도 있지만, 전문가급 주얼리 프린팅에 필요한 빌드 볼륨이 없는 경우가 많습니다.

또 다른 금지 요인은 주얼리 제작용 소재가 비싸고, 이를 위한 분말도 비싸다는 점입니다. 특히 많은 용융 및 소결 방식이 많은 폐기물을 생성하기 때문입니다. 마찬가지로 레이저 기반 방식은 금, 은처럼 반사율이 높은 소재에서 문제를 겪습니다. 불가능한 것은 아니지만, 이는 전통적인 방식과 간접 프린팅보다 더 번거롭게 만듭니다.

간접 프린팅 (Indirect Printing)

간접 프린팅 방식은 종종 인베스트먼트 주조(정밀 주조)에 의존하는데, 이는 주얼리 3D 프린팅에서 가장 대중적인 방법입니다. 이는 최종 사용 주얼리 제품을 직접 생산하는 것이 아니라, 다양한 주얼리 피스의 고도로 정교한 왁스 모델을 3D 프린팅해 나중에 금형을 만드는 데 사용하는 것을 의미합니다.

이 방식은 3D 프린팅과 전통적인 금형 제조 기술을 결합하며, 주로 왁스나 석고를 사용합니다. 사용자는 캐스터블 모델을 수지로 3D 프린팅하는데, 광경화성 수지 조형(SLA)이나 디지털 광처리(DLP)를 사용합니다. 그런 다음 3D 프린팅된 모델을 석고로 덮어 금형을 만듭니다. 석고가 굳으면 수지를 배출하고 액체 금속을 붓습니다.

이후에는 전통적인 금속 주조 공정을 따릅니다. 금형이 굳을 때까지 기다린 뒤 고온 환경에 넣습니다. 금속이 굳으면 금형을 제거합니다. 사용자는 제품을 조심스럽게 꺼내 연마 등 후처리 단계를 적용합니다.

이 방식의 가장 큰 장점은 주얼리를 만들기 위해 특수한 형태의 금속이 필요하지 않으며 거의 모든 금속을 사용할 수 있다는 점입니다. 복잡해 보이지만 전통적인 제조 방식보다 훨씬 빠른 생산이 가능합니다. 이 방식이 만드는 금형은 매우 고부가가치이거나 전통적 방식으로는 재현할 수 없는 특성을 가질 수 있으며, 무엇보다 금형 패턴을 필요할 때 쉽게 재현할 수 있습니다.

기술 (Technologies)

간접 프린팅과 금형 패터닝 내에 언급할 만한 여러 기술이 있습니다. SLA와 DLP는 모두 금형 패턴 제작에 꽤 널리 쓰이지만, 고려할 만한 중요한 차이점이 있습니다. 우선 DLP 프린터는 프로젝터를 내장해야 하므로 일반적으로 SLA 프린터보다 큽니다. SLA와 DLP 모두 일반적으로 광중합체를 사용하며, 주얼리 금형 전용 소재를 포함해 놀라운 수준의 부품 복잡성과 정밀도를 달성할 수 있습니다.

SLA 진영에서는 폼랩(Formlabs) Form 2가 주얼리 제작자와 제조업체 사이에서 꽤 인기가 있습니다. 합리적인 가격에 고품질의 광경화성 수지 조형 시스템을 제공하며 금형 패턴 제작에 탁월합니다. 폼랩 캐스터블 레진(Castable Resin)도 이 프린트들이 더 나은 패턴을 만들 수 있게 해줍니다.

가격 면에서 DLP 장비가 일반 소비자에게는 더 저렴할 수 있지만, 양쪽 기술의 하이엔드 장비는 5자리 수(만 달러 단위) 가격대를 형성합니다. 특정 장비는 주얼리 제조에 특화된 하위 기술을 제공하기도 합니다. 한 예로 엔비전텍(EnvisionTEC)의 비다(Vida) cDLM 장치가 있습니다. 연속 디지털 광 제조(cDLM) 기술로 고해상도와 고속을 제공합니다. 이러한 기술은 서포트 구조의 필요성을 줄여 후처리 문제를 덜어줄 수도 있습니다.

주얼리에 전념하는 또 다른 프린터 라인은 솔리드스케이프(Solidscape)의 S 시리즈로, S300, S350, S390 등이 있습니다. 이 장비들은 왁스 패턴을 직접 주조한다는 점에서 조금 다릅니다. 솔리드젯(Solidjet) 기술을 사용해 합리적인 신뢰성으로 더 빠른 프린팅을 제공합니다. 회사 측은 핸즈프리, 용해성 서포트를 제공하는 전용 소재도 제공하며, 이들이 함께 작동해 정확하고 제거하기 쉬운 부품을 생산합니다. 또한 무독성 소재로 작동해 사용자가 장갑을 착용할 필요가 없습니다.

https://youtu.be/Iy15UN_fuOA

희귀하지만 전용 직접 주얼리 프린팅 장비도 존재합니다. 쿡송골드(Cooksongold)는 이 분야에서 일정한 성공을 거두며 주얼리 제작자들과 다양한 컬렉션을 선보였습니다. 이들의 M 080 다이렉트는 금속 레이저 소결(DMLS) 기술을 활용해 금형 없이 주얼리를 가공합니다. 이 프린터는 금과 백금으로 잘 작동하며 다양한 전시회에서 이를 입증했습니다. 레이저로 미세 금속 분말을 녹여 자유곡면, 중공 섹션, 관절 부품 같은 극도로 복잡한 형상을 만듭니다.

소프트웨어 (Software)

디지털 워크플로를 사용해 사용자는 CAD 소프트웨어 도구를 적용해 자체 디자인을 디지털로 만들고, 3D 프린터로 재현할 수 있습니다. 이렇게 하면 금형 자체가 될 패션을 만들 수 있습니다. 포지티브 패턴의 소각 후, 공정은 전통적인 주조와 같은 경로를 따릅니다. 이 방식은 전통적 주조에서 예상되는 많은 수작업 단계를 생략하고, 일부 시간 소모적인 단계를 없애며, 디자인 자체를 원하는 대로 훨씬 쉽게 재현, 수정, 재출력할 수 있게 해줍니다.

틴커캐드(TinkerCAD) 같은 일반적인 툴 외에도, 원래 주얼리 제작 및 설계용으로 의도되지 않았더라도 다양한 주얼리 금형 패턴 프린팅에 유용한 소프트웨어가 많습니다. 주얼리 프린팅 소프트웨어는 꽤 비쌀 수 있지만, 더 빠른 제작이나 복잡한 디자인 측면에서 많은 것을 제공합니다.

https://youtu.be/R_EzGNdLe_w

라이노3D (Rhino3D)

건축과 산업 디자인에 자주 사용되는 인기 소프트웨어지만, 주얼리 전용 버전인 라이노골드(RhinoGold)가 있습니다. 이어링, 브레이슬릿, 펜던트, 이터니티 밴드 등 조합을 위한 방대한 컴포넌트와 애드온을 제공하면서 매우 정교한 주얼리 피스를 위한 복잡한 설계를 가능하게 합니다. 모델을 처음부터 직접 만들거나 내장 템플릿과 도구를 사용해 더 빠르거나 더 복잡한 것을 만들 수 있습니다. 라이노골드에는 모델링 모듈과 인그레이빙 모듈이 포함되어 있어 3D 주얼리 모델을 효율적으로 만들 수 있습니다. 오리지널 라이노세로스(Rhinoceros)도 주얼리 제작자들 사이에서 인기가 있으며, 라이노주얼(RhinoJewel)도 마찬가지입니다.

매트릭스 (Matrix)

마찬가지로 주얼리 전용입니다. 일반적으로 매우 복잡한 도구로 여겨져 초보자에게는 권장되지 않습니다. 하지만 매우 흥미롭고 독특한 디자인을 가능하게 하며 라이노와 많은 기능을 공유합니다. 단계별 빌더로 꽤 창의적인 탐색이 가능합니다.

3디자인 (3Design)

주얼리 설계 소프트웨어 스펙트럼의 쉬운 편에 있는 3디자인을 찾을 수 있습니다. 인터페이스와 그래픽이 비디오 게임 기술에서 영감을 받아, 최종 프린트의 사실적인 시뮬레이션을 생성하는 데 도움을 줍니다. 3디자인은 마스터하기 쉽지만, 그렇다고 흥미로운 액세서리와 패션 아이템을 만들 수 없다는 뜻은 아닙니다.

주얼캐드 (JewelCAD)

또 다른 3D 자유곡면 기반 솔리드 모델러로, 예술적이고 스타일리시한 디자인을 만드는 데 큰 자유도를 주는 강력한 모델링 도구를 제공합니다. 주얼캐드는 아시아의 주얼리 제조업체들 사이에서 매우 인기가 있습니다. 그 도구들이 유연하고 직관적이며 약간의 노력으로 쉽게 배워 사용할 수 있기 때문입니다.

이 외에도 수많은 다른 소프트웨어 솔루션이 있으며, 주얼리용으로 의도되지 않았지만 여전히 작업을 수행할 수 있는 것들도 많습니다. 가장 익숙한 도구를 사용하는 것이 가장 좋은데, 이러한 도구들은 배우기에 시간이 많이 걸리고 비쌀 수 있기 때문입니다. 이미 알고 있는 모델링 소프트웨어가 있다면 그것을 고수하는 것이 최선입니다.