3D 프린팅은 수많은 응용 분야와 이점을 가진 인기 있고 다재다능한 기술입니다. 이 용어는 모든 3D 프린팅 기술을 포괄하는 적층 제조와 동의어입니다. 적층 제조 장치는 모든 부품을 한 번에 한 층씩 구축하며 긴 이점 목록을 제공합니다.
또한 다양한 3D 프린팅 기술을 통해 소재 유형을 선택하고 표면 마감, 내구성, 속도, 비용의 적절한 조합을 얻을 수 있습니다. 이 문서는 일반적인 3D 프린팅 방법을 살펴보고 작동 방식을 설명하여 프로젝트에 가장 적합한 선택을 돕습니다.
언급한 바와 같이, 적층 제조는 모든 3D 프린팅 방법을 설명하는 포괄적 용어입니다. 모든 3D 프린팅 기술은 컴퓨터에서 CAD 설계를 사용하고 정확한 기하학적 형태를 층층이 구축합니다. 거기서 적층 제조라는 이름이 유래했습니다. 이 기술과 달리 전통적인 기술은 일반적으로 원하는 형태를 만들기 위해 여분의 소재를 제거해야 합니다.
초기에는 특정 열가소성 수지만이 3D 프린팅에 적합한 소재였습니다. 이는 플라스틱이 많은 고성능 산업에 필요한 물리적 특성을 갖추지 못했기 때문에 개념의 응용을 제한했습니다. 그러나 시간이 지나면서 다양한 기술이 금속, 세라믹, 심지어 유기 소재의 사용을 허용하면서 상황이 개선되었습니다.
그렇다 해도 열가소성 수지는 오늘날 3D 프린팅 기술에서 가장 인기 있는 소재 중 하나입니다. 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리락트산(PLA), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐 알코올(PVA)은 다재다능함과 적합한 특성으로 다양한 산업에서 가장 일반적인 선택지입니다.
바인더 제팅은 산업용 결합제를 사용하여 부품의 서로 다른 층을 결합하는 단순한 3D 프린팅 방법입니다. 바인더 제팅에서 입력은 프린터가 결합제의 얇은 층과 함께 증착하는 분말 형태의 핵심 소재입니다.
또한 이 공정은 모래, 일부 폴리머, 금속 분말, 세라믹 금속 화합물 같은 소재와 작동합니다. 이는 대량 생산을 낮은 처리 시간으로 저비용으로 생산할 수 있는 저비용 3D 프린팅 방법 중 하나입니다.
또한 0.2mm(금속)의 치수 정확성과 함께 설계 유연성과 우수한 색상 재현은 비용이 듭니다. 결과물의 기계적 특성이 좋지 않아 이 기술은 저강도 응용 분야로 제한됩니다. 예를 들어 바인더 제팅의 가장 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:
3D 프린팅 기술 유형 중 또 다른 인기 있는 선택은 소재 제팅 공정입니다. 이 경우 3D 프린터는 액체화된 소재 방울을 사용하여 각 층을 구축합니다.
이 공정을 독특하게 만드는 한 가지는 단일 객체에 다양한 유형의 소재를 사용할 수 있다는 점입니다. 그 결과 혼합된 색상과 질감의 부품을 제작할 수 있어 최종 제품의 맞춤형 미적 외관을 제공할 수 있습니다.
일반적으로 광중합체 레진이 이 유형의 3D 프린팅 공정에 유일한 실행 가능한 소재입니다. 0.1mm의 치수 정확도로 가장 상세하고 최고의 표면 마감을 제공하지만, 부품의 약한 특성과 취성 때문에 기계적 응용 분야에는 적합하지 않습니다.
소재 제팅 공정의 가장 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:
압출은 소재를 녹는점 근처로 가열하여 더 작은 구멍으로 강제로 통과시키는 일반적인 산업 공정입니다. 마찬가지로 3D 프린팅 기술도 같은 원리로 작동합니다. 대부분의 경우 압출 공정은 플라스틱과 복합 필라멘트를 사용합니다. 예를 들어 PLA, ABS, PET, 탄소 섬유 및 기타 소재가 매우 일반적입니다.
공정 중 소재는 작은 노즐을 통해 녹는점까지 가열되어 미리 정해진 경로에 증착되어 층을 형성합니다.
전체 부품이 완료될 때까지 공정이 여러 번 반복됩니다. 오늘날 생체 소재, 식용 품목, 다양한 기타 소재를 압출할 수 있지만 PLA, ABS 및 기타 플라스틱이 가장 일반적입니다.
소재 압출은 괜찮은 정확도와 다재다능함을 가진 단연코 가장 저렴한 3D 프린팅 기술입니다. 그래서 대부분의 가정용 3D 프린터가 이 유형의 3D 프린팅 기술을 사용하는 것을 볼 수 있습니다. 더 일반적이고 다루기 쉽기 때문입니다.
3D 프린팅에서 소재 압출의 가장 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:
이것은 광원을 사용하여 광중합체 레진을 경화시키는 독특한 3D 프린팅 공정입니다. 이 공정에 적합한 소재는 다양한 색상과 형태로 제공되는 광중합체 레진뿐입니다. 이 방법은 뛰어난 표면 마감을 생성하고 정교하고 복잡한 기하학을 허용합니다.
수조 광중합 기술은 종종 여러 유형으로 더 세분화됩니다. 여기 세 가지 주요 유형이 있습니다:
또한 이 기술의 응용과 다재다능함을 더 개선하는 여러 다른 형태도 연구 중입니다. 주요 개념은 유사합니다. 그러나 이러한 모든 형태의 차이점은 경화 공정에서 핵심적인 역할을 하는 광원입니다.
예를 들어, 수조 광중합 3D 프린팅을 사용하는 가장 일반적인 응용 분야는 아래와 같습니다:
이것은 많은 고급 응용 분야에서 큰 잠재력을 가진 가장 진보된 3D 프린팅 유형 중 하나입니다. 분말 베드 융합은 열원을 작은 영역에 집중시켜 분말 형태의 소재 층 사이에 융합을 유도합니다.
예를 들어, 이 공정은 대부분의 열가소성 수지, 세라믹, 금속에서 작동하여 0.3%의 뛰어난 치수 정확도를 제공합니다. 일반적인 3D 프린팅 공정으로는 선택적 레이저 소결(SLS), 선택적 레이저 용융(SLM), 전자빔 용융(EBM), 직접 금속 레이저 소결(DMLS), 멀티 제트 퓨전(MJF) 등이 있습니다.
이를 설명하기 위해 분말 베드 융합 기술에 의존하는 몇 가지 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:
직접 에너지 증착은 서포트 구조가 필요 없고 층을 동시에 증착하고 경화시키는 3D 프린팅 기술입니다. 또한 이 기술은 전자빔, 강력한 레이저, 또는 플라즈마를 사용하여 소재를 녹는점 근처에서 고에너지화하여 층을 구축합니다.
DED의 응용 분야는 물건 제작에만 국한되지 않습니다. 고유한 공정으로 객체를 수리하며, 일반적으로 거기서 더 자주 볼 수 있습니다.
가장 일반적인 공정 유형은 LENS, EBAM, 콜드 스프레이 등입니다. 또한 DED 공정은 금속으로만 제한되며 와이어와 분말 모두 잘 작동합니다. 그러나 후처리에 많은 비용을 지출해야 하므로 많은 산업에 실행 가능한 옵션이 아닙니다.
예를 들어 DED의 가장 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:
이름에서 알 수 있듯이 시트 라미네이션은 극도로 얇은 금속 시트를 서로 쌓아 3D 객체를 생성하는 기술입니다. 그러나 이 공정은 상당히 부정확하지만 매우 빠르고 경제적인 결과를 생성합니다. 이로 인해 기능적 응용 분야의 길이 제한됩니다.
일반적으로 시트 라미네이션 공정은 종이, 폴리머, 또는 얇은 금속 시트를 사용합니다. 가장 일반적인 가공 기술은 적층 물체 제조(LOM)와 초음파 통합(UC)으로, 많은 폐기물을 생성하고 사용 전 부품의 추가 가공이 필요합니다.
시트 라미네이션 공정의 가장 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:
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3D 프린팅은 신속 시제품 제작과 연관되는 경우가 많으며 그럴 만도 합니다. 오늘날 이 기술의 가장 일반적인 응용 분야 중 하나입니다. 그러나 3D 프린팅 방법은 시간이 지나면서 진화하여 이제 여러 새로운 영역을 다룹니다.
오늘날 다양한 3D 프린팅 기술은 여러 산업 분야에 필수적입니다. 3D 프린팅 방법이 혁신과 성장을 주도하는 데 필수적인 역할을 하는 몇 가지 영역은 다음과 같습니다.
항공우주 및 방위 부문은 3D 프린팅을 자사 공정에 적용하는 데 있어 가장 큰 비중을 차지합니다. 예를 들어 항공우주 부문의 3D 프린팅 시장 규모는 104억 달러를 초과하며 시간이 지남에 따라 계속 성장하고 있습니다.
또한 신속 시제품 제작만이 항공우주 부문에서 다양한 3D 프린팅 방법의 유일한 실용적 응용은 아닙니다. 공구에서 경량 부품 개발, 심지어 항공기 구조 요소에 이르기까지 기술은 소재 효율성을 지속적으로 촉진합니다. 품질을 저하시키지 않고 전체 비용을 줄일 더 많은 기회를 가져옵니다.
자동차 부문은 3D 프린팅 유형의 잠재적 응용 분야에서 대규모로 다음으로 큰 분야입니다. 다양한 3D 프린팅 유형에 대한 글로벌 수요는 기하급수적으로 계속 증가하고 있으며 전문가들은 곧 항공우주 산업과 최고 자리를 놓고 치열한 경쟁을 벌일 것으로 믿습니다.
또한 새로운 3D 프린팅 기술 유형의 개발은 더 간소화된 자동차와 경량 부품에 대한 수요 증가와 일치합니다. 마찬가지로 전통적인 제조 접근 방식은 부문의 현재 수요를 따라잡을 수 없으며 3D 프린팅이 다음 해답인 것 같습니다.
오늘날 신속 시제품 제작이 이 부문의 주요 응용 분야이지만, 더 빠른 제품 개발과 더 많은 설계 유연성의 잠재력으로 미래는 정말 흥미진진합니다.
3D 프린팅이 중요한 역할을 하는 또 다른 훌륭한 분야는 의료 부문입니다. 예를 들어 고급 장치, 보철물, 임플란트, 기타 개인 의료 기기에는 유연성과 맞춤화가 필요합니다. 다행히 다양한 3D 프린팅 방법이 이 부문의 동적 요구 사항을 충족하는 완벽한 솔루션입니다.
또한 3D 프린팅 기술의 중요한 응용 분야는 바이오프린팅입니다. 예를 들어 연구자들은 오늘 줄기세포 연구와 3D 프린팅을 결합하여 인공 장기를 만들기 위해 노력하고 있습니다. 바이오 소재가 환자의 세포와 동일하므로 이식 수술과 관련된 관련 위험을 줄이고 생명을 구할 수 있는 중요한 연구입니다.
항공우주 및 의료와 같은 특정 산업 부문에 필수적인 것 외에도, 모든 3D 프린팅 유형은 많은 일반 산업 공정에서도 역할을 합니다. 예를 들어 신속 시제품 제작, 툴링, 기타 응용 분야는 기업이 효율성을 유지하고 유연성을 달성하며 전체 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
소비자 지향 산업은 특정 브랜드나 제품이 시장에서 최고의 선택으로 남도록 신중한 계획과 유연성이 필요합니다. 이는 전통적인 가공 기술로는 제공하기 불가능한 새로운 인체공학적 설계와 특이한 형태를 의미하는 경우가 많습니다.
또한 대량 생산을 위한 3D 프린팅은 기능성과 미학을 결합하여 현대적 수요를 충족하는 가장 성공적인 방법 중 하나입니다. 제품 개발부터 테스트, 시제품 제작, 최종 생산까지. 그 결과 3D 프린팅은 소비재 부문에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다.
어떤 기술 산업과 관련이 있든 3D 프린팅이 제공하는 모든 이점에 대해 듣지 않을 수 없습니다. 3D 프린팅이 제공하는 다재다능한 응용 분야의 양은 당연한 인기의 주요 요인입니다.
또한 기술 애호가라면 누구나 고도로 정교한 부품을 거의 폐기물 없이 생성하는 쉬운 방법에 대해 알려줄 수 있습니다. 또한 사용 가능한 모든 3D 프린팅 기술은 쉬운 효율적인 수정을 제공하면서 비용과 시간을 모두 줄이는 편안함을 관리합니다.
적층 제조가 제공하는 모든 것의 표면만 긁는 다음 이점들을 살펴보세요:
3D 프린팅은 앞서 논의한 여러 다른 유형의 3D 프린팅을 포함하는 광범위한 용어입니다.
어떤 3D 프린팅 방법을 사용할지 이해하는 것은 그 자체로 도전입니다. 이 작업은 애플리케이션의 기술적 요구 사항에 대한 깊은 지식뿐만 아니라 사용 가능한 각 방법의 강점과 약점에 대한 지식을 필요로 합니다. 프로젝트의 주요 제약 조건을 기반으로 결정하는 데 도움이 되는 한 가지 접근 방식을 취할 수 있습니다. 예를 들어, 다음 7가지 제약 조건이 결정하는 데 가장 중요할 수 있습니다.
3D 프린팅 공정 내의 모든 복잡성을 이해하는 것은 어려운 작업일 수 있습니다. 3D 프린팅과 적층 제조 전반에 대해 가질 수 있는 일반적인 문의 사항은 다음과 같습니다.
3D 프린팅 유형은 몇 가지나 있나요?시장에서 여러 다른 3D 프린터를 찾을 수 있지만 앞서 언급한 7가지 기술, 즉 바인더 제팅, 소재 제팅, 소재 압출, 수조 광중합, 분말 베드 융합, 직접 에너지 증착, 시트 라미네이션이 많은 산업에서 가장 일반적입니다.
또한 이 기술들은 다양한 소재를 포괄하며 3D 프린팅 기술의 가장 일반적인 응용 분야를 다루기 위해 기능성, 미학, 비용의 완벽한 균형을 제공합니다.
융합 증착 모델링, 줄여서 FDM이 소비자 수준에서 가장 일반적으로 사용되는 3D 프린팅 기술로 두각을 나타냈습니다. 따라서 이 기술은 데스크톱용으로 광범위하게 다듬어지고 수정되었습니다. 대부분의 FDM 사용자는 더 저렴하고 사용하기 쉽다는 것을 알게 되었습니다.
어떤 유형의 3D 프린팅이 고해상도 부품을 제공하나요?부품의 해상도가 주요 관심사 중 하나라면, 최선의 선택은 SLA 3D 프린터를 사용하는 것입니다. SLA는 더 우수하고 상세한 프린트를 생성하여 더 높은 정확도로 더 정밀한 부품 제작을 가능하게 합니다.
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3D 프린팅
지지 타워는 산업 및 제조 기업이 수평뿐만 아니라 수직으로도 작업할 수 있게 합니다. 지지 타워는 벌크 식품을 높여 일반적인 곤충과 습기 위험을 줄일 수 있습니다. 트럭에서 저장소로 제품을 옮기거나, 직원이 현장 접근하기 어려운 위치에 도달하도록 도울 수 있습니다. 지지 타워는 대형 시설에서 수많은 목적을 수행해 효율성과 품질 보증을 개선할 수 있습니다. 일반적인 지지 타워와 용도 많은 산업이 지지 타워를 사용해 현장 공정을 효율화합니다. 농업 산업은 예를 들어 곡물 이송·저장, 물 보관, 가공 시설 대형 덕트웍 시스템 지지에 타
3D 프린터 사용자는 점점 더 복잡하고 큰 부품 제작을 원하지만, 지식 아닌 프린터 한계나 원피스 제작 불가능으로 제약받곤 합니다. 가장 단순하고 경제적 해결책은 부품을 분할 출력 후 접합하는 것. 아래 접착제 유형, 조인트 유형, 성공적 접합 권장사항 제시: 접착제 유형 FDM 3D 프린팅 초기엔 PLA, ABS용 일반 접착제 사용. 이 접착제들은 특정 상황(습한/추운 환경, 진동 노출)에서 접합 실패로 퇴출. 기술 진화로 3D 프린팅 전용 접착제 개발돼 위 문제 해결. 예: PrintaGlue, 30초 경화로 대부분 필라멘트
