3D 프린팅의 ABC: 적층 제조가 현대 산업을 형성하는 방식

집, 산호초, 피부 세포, 절단 톱의 공통점은?

모두 3D 프린팅되었습니다.

3D 프린팅은 치과, 안경, 보철, 가구 디자인, 고고학, 고생물학, 법의학 등 분야에서 혁신을 가속화하고 있습니다. 우리는 그 변혁적 잠재력의 표면만 긁고 있을 뿐입니다.

3D 프린팅이란? 3D 프린팅은 디지털 설계로부터 객체를 레이어별로 구축하는 다양한 적층 제조 공정을 포괄합니다. 이 부품들은 기하학적으로 복잡할 수 있으며 많은 제조 애플리케이션에 이상적입니다. 프린터는 취미용 장비의 몇백 달러부터 산업용 기계의 수백만 달러까지 비용이 다양하며 사용하는 기술도 다릅니다.

3D 프린팅은 소재를 추가해 부품을 만드는 적층 제조의 부분집합으로, 소재를 깎아내는 감산 방식과 다릅니다. 3D 프린터는 CAD 파일에서 시작해 새로운 소재를 증착하거나 결합해 3차원 객체를 형성합니다. 오늘날의 프린터는 광범위한 소재와 기술을 지원해 다양한 산업용 부품 생산을 그 어느 때보다 쉽게 만듭니다.

제조업에서 3D 프린팅은 어떻게 활용되나요?

장난감과 취미 프로젝트와 연관되기 쉽지만, 3D 프린팅은 중장비 조건을 견디는 부품을 생산할 수 있습니다. 에너지, 자동차, 방위 산업 등은 기능성 프로토타입부터 공구, 지그, 최종 사용 부품까지 모든 것에 3D 프린팅 부품을 사용합니다. 이 기술은 맞춤형 저량 아이템의 신속·저비용 생산을 가능케 해 제조 워크플로를 재편하고 있습니다.

3D 프린터는 1980년대에 발명되었지만, 2009년경 가격 하락과 성능 개선으로 보급이 본격화되었습니다. 오늘날 전 세계 기업들은 3D 프린팅을 활용해 제품 개발을 가속화하고 리드타임을 단축합니다.

가장 일반적인 3D 프린팅 기술은 무엇인가요?

많은 기술이 존재하지만 두 가지가 특히 두드러집니다. 모든 프린터는 레이어라고 불리는 개별 슬라이스로 부품을 만듭니다.

1. 용융 필라멘트 제조(FFF, Fused Deposition Modeling이라고도 함)
2. 연속 섬유 강화(CFR)

FFF(용융 필라멘트 제조)

FFF는 가장 널리 사용되고 저렴한 기술입니다. 열가소성 필라멘트를 근용융 온도로 가열해 노즐로 압출하며 각 레이어의 단면을 따라 적층합니다. 부품이 완성될 때까지 반복합니다.

연속 섬유 강화(CFR)

CFR은 FFF 빌드에 연속 섬유를 추가합니다. 두 번째 압출기로 인필 대신 레이어 내에 섬유를 적층합니다. 결과물은 표준 FFF 폴리머보다 최대 10배 강하며 많은 애플리케이션에서 가공 알루미늄을 대체할 수 있습니다.

오늘날 FFF 프린터가 시장을 지배하지만, CFR 소재는 FFF의 경제성에 전통 금속의 강도를 더해 경량 고성능 부품의 새로운 가능성을 엽니다.

결론

제조 워크플로에 여러 프린터를 추가하면 복잡한 부품 생산 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있습니다. 3D 프린팅은 신속한 반복을 가능케 하고 저량 맞춤형 부품을 위한 비싼 툴링 투자를 없애줍니다.

3D 프린터로 빠르게 프로토타이핑하고 개선하며 기능성 부품을 생산할 수 있습니다. 전통적 제조의 지연 없이 말이죠. 이 민첩성은 기존 가공으로 너무 복잡한 저량 맞춤형 프로토타입, 공구, 지그에 이상적입니다.

마크포지드로 3D 프린팅한 다른 기업들의 사례가 궁금하신가요? 애플리케이션 스포트라이트를 확인하세요.

다음 글도 추천합니다: NASA JPL의 CoSTAR 팀이 디지털 포지로 탐사의 한계를 넓히는 방법.