SLA vs DLP: 3D 프린팅용 레진 선택 가이드

시장에는 SLA와 DLP 출력에 쓸 수 있는 다양한 레진 소재가 있습니다. 하나를 고르기 전에 각 소재를 출력하는 기술과 장단점을 알아야 합니다.

SLA와 DLP 기술은 부품을 만드는 방식이 비슷하고 특징도 거의 같습니다. 둘을 가르는 주된 차이는 레진을 경화하는 광원입니다.

이 가이드에서는 SLA와 DLP를 깊이 있게 다루고, 각 소재 사용 시 필요한 점을 이해하도록 돕겠습니다.

SLA 3D 프린팅이란?

매끄러운 표면과 정교한 디테일이 필요하면 SLA 3D 프린팅이 답입니다.

광경화성 수조 광중합(SLA) 3D 프린팅은 UV 레이저 빔으로 액체 레진을 층층이 경화시켜 3차원 물체를 만드는 공정입니다.

SLA 출력 공정은 VAT 광중합 기술을 써 레진 탱크 안의 레진을 경화시킵니다. 빌드 플레이트는 레진 탱크 안에 위치해 레진 한 층이 전체 표면을 덮습니다.

UV 광선이 광중합체 첫 레이어를 스캔하면 레진이 광화학적으로 굳습니다. 보라색 빛에 민감하기 때문입니다.

한 레이어가 끝나면 플랫폼이 한 레이어 높이만큼 내려가고, 스윕 블레이드가 경화된 표면 위에 미경화 레진을 다시 덮습니다. 광원이 새 레이어를 굳히고, 이 과정을 반복해 부품을 한 층씩 쌓아 올립니다.

추가 후처리 공정인 소결이 필요합니다. 부품을 가열해 모든 레이어를 융합시키는 과정으로, 소결을 거치면 단순 경화만 한 것보다 소재가 더 강하고 내구성이 생깁니다.

하지만 이 추가 단계로 제작 시간이 길어지고 비용이 증가합니다.

SLA 3D 프린터란?

SLA 3D 프린터는 3D 객체를 올릴 베이스를 갖춥니다. 레이저 빔이 모델 표면을 스캔하며 한 축을 따라 이동합니다.

각 레이어 스캔 후 프린터는 살짝 위로 이동해 다음 레이어를 추가합니다. 각 레이어가 이전 것 위에 쌓여 모델이 완성됩니다.

SLA 프린터 작동 원리

기계는 패턴을 광중합체 얇은 층들에 복사합니다.

광중합체를 서로 다른 파장 빛에 노출시켜 최종 제품 두께를 제어합니다. 예: 적색광은 폴리머를 급속 경화시키고, 청색광은 현저히 늦춥니다.

SLA 3D 프린터는 정교한 디테일의 출력물을 만듭니다. 이 방식 출력물은 실물처럼 생생해 보입니다. 하지만 SLA 작업엔 단점도 있습니다.

• 대형 물체 제작에 부적합. 스캐닝 헤드가 한 방향으로만 움직여 큰 물체엔 여러 패스가 필요합니다.
• 타 3D 프린터 대비 느림. 단일 레이어 스캔에 몇 분 걸립니다.
• 직사광 아래서 가장 잘 작동. 실내에선 성능이 떨어집니다.

DLP 3D 프린팅이란?

DLP 공정은 물리적 모델 대신 디지털 데이터 파일을 씁니다.

DLP 프린터는 디지털 라이트 프로젝터로 광민감 소재인 광중합체에 이미지를 투영합니다.

컴퓨터가 이 파일들에서 단면 시리즈를 생성해 평면에 각 단면을 출력합니다. 완료되면 이들을 쌓아 최종 제품을 만듭니다. 서포트 구조가 필요 없습니다.

프로젝터는 디지털 마이크로미러 장치 칩을 써 코딩된 빛 패턴을 투영/제어해 레진을 강화합니다. 모든 조각이 테스트됐으니 무언가 완벽하게 맞을지 걱정할 필요 없습니다.

DLP 3D 프린팅 용도

출력 속도와 효율성 덕분에 DLP 기술은 양산에 적합한 프로토타입과 소량 생산에 자주 쓰입니다.

DLP는 거꾸로 출력하나요?

DLP 프린터는 역방향 출력도 가능합니다. 하지만 이 기능엔 대가가 따릅니다. 출력 전 소재를 예열해야 합니다. 역방향 출력 물체엔 서포트가 거의 없을 수 있습니다.

일부 제조사는 완성 후 움직이지 않을 물체에만 서포트를 쓰라고 권장합니다.

SLA와 DLP 중 뭐가 더 빠를까?

디지털 라이트 프로세싱이 광경화보다 빠릅니다. DLP 프린터는 SLA 머신보다 아이템 생산 시간이 보통 더 짧습니다. DLP 프린터에 움직이는 부품은 하나뿐: Z축으로 플랫폼을 상하 이동시키는 스테퍼 모터 (아마존에서 확인)뿐입니다.

빌드 플레이트에 객체가 몇 개 있든 DLP 프린터 작동엔 차이가 없고 레이어 높이만 중요합니다. LCD 화면이 같은 빌드 플레이트 위 한 개든 스무 개든 켜지는 시간 차이는 없기 때문입니다.

어느 기계든 출력 품질은 설계 파일이 완제품 실제 치수와 얼마나 잘 맞느냐에 크게 달렸습니다.

설계자가 부정확한 정보를 주면 프린터는 다음 소재 레이어를 어디에 놓을지 몰라 불량품을 냅니다. 두 기술 비교 시 장단점을 따로 고려하세요.

SLA와 DLP 중 어떻게 고를까?

빠른 처리 시간을 원하면 DLP가 나을 수 있습니다. 시작하는 데 시간이 덜 걸리니 먼저 시도해 보세요. 필요 충족이 확인되면 SLA로 넘어가면 됩니다.

두 공정 모두 특정 용도에 따라 장단점이 있습니다. 염두에 둘 점:

SLA vs DLP: 차이점

SLA가 DLP보다 해상도와 정확도 면에서 약간 우위에 있어 날카로운 모서리의 정교한 출력을 냅니다. SLA 프린터는 Z해상도 25미크론으로 매우 복잡한 형상 제작 가능, DLP 프린터는 50~100미크론 해상도 범위를 제공합니다.

SLA는 고가 장비를 써 FDM 같은 다른 기법보다 시작이 더 어렵습니다. DLP 프린터는 경쟁 제품 대비 상대적으로 저렴합니다. 하지만 고품질을 원하면 항상 가격표가 붙습니다.

소량 다품종 생산 계획이면 SLA가 단위당 비용이 DLP보다 더 들 수 있습니다. SLA는 대규모 생산에 이상적입니다.

비싼 도구 접근성을 걱정할 필요 없습니다. 표준 OS 돌아가는 일반 데스크톱만 있으면 됩니다. SLA는 열 대신 UV 라이트를 써 섬세한 부품 손상 걱정 없이 객체 생성 가능합니다.

둘 다 출력 중 물건을 고정할 프레임이 필요하지만, SLA는 프레임 제작에 추가 소재가 필요한 반면 DLP는 필요 없습니다. 그래서 SLA는 작은 물체 제작에, DLP는 큰 물체에 더 적합합니다.

추가로 SLA 머신은 DLP 유닛보다 출력이 빠른 경향이 있으나 반드시 저렴한 건 아닙니다.

DLP로 부품 만드는 데 SLA보다 더 오래 걸립니다. 모든 레이어가 경화될 때까지 기다렸다 다음으로 넘어가야 하기 때문입니다. 대부분 SLA 시스템은 소프트웨어 패키지를 갖춰 사용자가 프로그래밍 걱정 안 해도 됩니다. 파일만 로드하고 시작하면 됩니다.

정확도는 낮고 속도도 느리지만, DLP 기술은 레이어를 한 번에 하나씩이 아닌 층층이 쌓아 올려 더 높은 강도 부품을 만듭니다.

마지막으로 DLP 프린터는 SLA 장비보다 청소하기 쉽습니다. 레이저를 안 써 SLA처럼 유해 흄을 남기지 않습니다.

DLP가 FDM보다 나은가?

두 기술 모두 인상적 결과를 낼 수 있습니다. 개인 취향에 따라 한쪽을 선호하기도 합니다. DLP는 DLP보다 더 높은 정밀도를 제공하는 경향이 있습니다. FDM은 플라스틱 필라멘트 (아마존에서 확인)로 더 강한 부품을 만듭니다.

DLP는 기계 가열 시 발생하는 흄 탓에 두통을 유발하는 것으로 알려졌습니다. DLP 장비 보유자 다수가 편두통과 메스꺼움을 호소합니다.

FDM은 녹은 ABS가 내뿜는 유독 배출가스와 흄이 더 적습니다.

DLP에선 레이어가 동시에 경화돼 각 레이어가 다음 레이어 경화 시작 전 더 단단해집니다. FDM에선 각 레이어가 따로 경화됩니다.

첫 레이어가 두 번째 레이어가 제대로 굳기 전에 너무 부드러워질 수 있습니다. 이는 워핑이나 크랙을 유발할 수 있습니다. 또한 DLP가 FDM보다 빠릅니다. 프린터 모델에 따라 프로젝트 완료까지 몇 시간이면 되는 반면 FDM은 며칠 걸립니다.

레진 3D 프린터 작동 원리

레진 3D 프린터는 레진으로 디지털 설계에서 3차원 모델을 만듭니다. 이 레진들은 자외선에 노출되면 굳습니다. 녹이는 과정 없이 올바른 파장 빛만 쬐면 자연스럽게 경화됩니다.

대부분 레진 3D 프린터는 작동 중 레진을 따뜻하게 유지하는 히팅 베드를 갖춥니다. 전원 끄면 레진이 빨리 식습니다.

많은 사용자가 레진이 든 영역 주변 공기 순환용 팬을 달아 공정을 앞당깁니다.

다른 적층 제조 방식과 달리 레진 3D 프린팅은 액체 레진 몇 방울만 있으면 됩니다. 그래서 청소가 쉽습니다. 또 다른 이점은 레진 3D 프린터가 고품질 결과를 낸다는 점입니다.

이 기계들은 가시광선에 의존하니 주변 조명 조건에 해상도가 영향받지 않습니다. 문제가 생기면 대부분 레진 3D 프린터에 흔한 문제 해결 지침이 들어 있습니다.

MSLA 프린팅이란?

다중 소재 광경화(MSLA)는 두 가지 다른 소재로 물체를 만듭니다. 한 소재는 '액체 광중합체'로 오늘날 플라스틱으로 알려진 것과 비슷합니다.

완전 경화까지 약 30분 걸립니다. 이후 부품을 LCD 광원 아래서 경화시킵니다.

그 후 사용자가 부품을 빌드 플레이트에서 떼어 플랫폼에 올려 추가 레이어를 포함시킵니다. 이전 레이어 표면에 새 액체 폴리머 배치를 바릅니다.

두 번째 소재는 '파우더'로 꽤 오래전부터 있었지만 특수 장비 필요로 널리 쓰이지 않았습니다.

다중 소재 광경화 작동 원리

MSLA는 LED 어레이를 광원으로 씁니다. LED는 경화와 노출 양쪽에 쓸 수 있도록 배열돼 있습니다. 이로써 여러 색상으로 한 번에 출력할 수 있습니다.

공정은 모델 첫 레이어 출력으로 시작합니다. 이 초기 단계 후 다음 단계들이 순차적으로 일어납니다. 먼저 위 레이어가 경화되는 동안 아래 레이어는 미경화 상태입니다.

다음, 앞서 만든 구조를 통해 아래 레이어를 UV 빛에 노출시킵니다. 다시 위 레이어만 영향받습니다. 마지막으로 전체 조립체를 가열 오븐에 넣어 전체를 경화시킵니다.

결론

3D 프린팅 기술은 급속히 진화 중입니다. 더 많은 기업이 시장에 진입하며 가격은 계속 하락합니다.

각 기법의 장단점을 고려해 시작하세요. 여러분의 필요에 기반해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있을 겁니다.