실리콘을 3D 프린팅할 수 있습니까?

실리콘은 최근 3D 프린팅 분야에서 발전을 거듭하고 있습니다. 수요 부족 때문이 아니라 무한 응용 분야에 이상적인 특성을 가지고 있기 때문입니다. 실리콘은 점성이 높아 3D 프린팅에 정확하게 영향을 미치므로 실리콘 3D 프린팅이 지연됩니다.

음, 질문은 남아 있습니다. 실리콘을 3D 프린팅할 수 있나요? 알아보자!

응고 과정 후에 탄성 중합체인 실리콘 물체는 열가소성 수지 및 기타 다용도 재료와 같은 액체 상태로 돌아갈 수 없습니다.

엘라스토머는 간단히 고무로 표현하면 점성이 높고 탄성이 있는 폴리머입니다. 고무 속성의 하이라이트는 펴진 후에도 원래 형태를 유지하고 늘어날 수 있다는 것입니다. 합성 고무인 실리콘은 몇 가지 매력적인 특성을 가지고 있습니다.

실리콘 재료 인쇄

실리콘 필라멘트는 인쇄가 불가능했습니다. 실리콘은 열안정성과 생체적합성이 우수하여 적층가공 분야에서 선호되고 있습니다. 3D 프린팅의 유연성과 아이디어, 실리콘은 의료 및 기타 분야에서 수많은 가능성을 제공합니다.

다른 열가소성 수지와 달리 순수 실리콘은 액체로 녹인 다음 3D 프린터 기술로 다시 고형화할 수 없습니다. 실리콘 재료의 생산은 사출 성형과 같은 전통적인 제조 공정을 통해서만 가능했습니다.

고가의 금형으로 인해 실리콘 프로토타입 및 바이오 모델을 만드는 데 비용이 많이 듭니다.

실리콘의 높은 탄성으로 인해 사출 성형 이외의 다른 기술을 주입하기 어려워 소량 생산에 비용이 많이 듭니다.

여러 회사에서 3D 프린팅에 실리콘을 통합할 새로운 시스템을 개발하고 있습니다. 새로운 기술은 헤드 증착을 사용하는 반면 다른 기술은 광중합을 통해 사출 성형 부품과 유사한 부품을 생산합니다.

실리콘 3D 프린팅은 더 유연하고 기존 제조 공정과 달리 유연하며 생산 공정이 볼륨에 의해 좌우되지 않습니다. 이를 통해 많은 비용을 들이지 않고도 생산된 부품을 소량 생산할 수 있습니다.

액상실리콘은 점도가 높아 다른 고분자와 달리 생산이 늦어지는 단점이 있습니다. 3D 프린터가 달성하기 어려운 특정 온도에서 굳습니다.

3D 프린팅 기술의 발전과 실리콘 부품에 대한 수요 증가로 인해 실리콘 3D 프린팅 개발이 가속화되었습니다.

실리콘 부품의 속성

실리콘 우레탄 소재를 포함한 실리콘은 기존에 풍부하고 섬유 산업에서 자동차에 이르기까지 까다로운 산업에서 원하는 선택입니다. 우주선 어셈블리, 의료 응용 분야의 생체 적합성 및 소프트 로봇에 널리 적용됩니다.

고성능 특성으로 인해 실리콘은 물리적 및 화학적으로 강력한 특성을 가질 수 있습니다.

실리콘의 강력한 특성은 다음과 같습니다.

• 수치를 높이거나 낮출 수 있는 놀라운 열 안정성
• 방수 및 증기 차단
• 압축 및 전단 저항이 있어 단단한 밀봉을 형성하는 데 적합합니다.
• 물 속에서도 전기 절연
• 생체적합성으로 식품 안전
• 색상 및 투명도 옵션으로 광학 기기에 이상적
• 자외선 및 산화 방지
• 난연제
• 멸균 가능
• 다른 경도로 사용 가능

이러한 특성으로 인해 실리콘은 에너지, 식품 생산, 자동차, 소비재, 전자 제품, 심지어 농업을 포함한 산업에서 역동적으로 사용될 수 있습니다.

적층 제조

적층 제조는 3D 프린팅으로도 널리 알려져 있습니다. 도구와 실리콘 몰드가 아닌 디지털 정보를 활용해 3차원 아이템을 만드는 과정에서 재료를 겹겹이 덧대어 나간다.

기술은 레이어를 쌓기 위해 다양한 형태로 사용되지만 원하는 최종 개체를 만드는 데는 모두 동일한 원리로 작동합니다.

실리콘 3D 프린팅 작동 원리. 실리콘을 3D 인쇄할 수 있습니까?

3D 프린팅에서 실리콘이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

1. 증착

3D 프린터는 프린트 헤드를 사용하여 대부분 레이어별로 2D 모양으로 재료를 증착합니다. 반면에 실리콘은 액체 형태로 사용할 수 없지만 공정에는 증착도 포함됩니다.

프린터는 실리콘 방울을 개별적으로 증착한 다음 병합하여 매끄러운 표면을 형성하는 프린트 헤드를 배포합니다.

2. 경화 및 가황

실리콘 고무 모자는 액체 또는 젤 형태로 경화되지 않아 3D 프린팅 과정에서 이형 스프레이가 더 쉽습니다. 경화는 인쇄된 실리콘 고무가 사슬에서 가교를 형성하는 화학적 과정이며, 점차적으로 층을 이루게 됩니다.

일부 프린터는 프로세스의 대안으로 UV 광 또는 열을 사용합니다. 실온 가황실리콘은 촉매 및 기타 물질과 반응하여 경화됩니다.

광중합 공정에서 경화 단계는 각 층에 대해 2D 모양을 생성하기 위해 UV 광선을 비추는 것을 포함하기 때문에 증착 단계를 효과적으로 대체합니다.

3. 후처리

가황은 인쇄된 실리콘 부분이 다른 레이어를 인쇄할 수 있을 정도로 충분히 굳어지게 하며 전체 구조를 강화하지 않습니다.

인쇄 후 인쇄물은 화학 반응을 촉진하고 원치 않는 입자를 제거하는 오븐에 노출될 수 있습니다. 지지 물질을 제거하기 위해 세척이 필요할 수도 있습니다.

액체 첨가제 제조

이것은 추가 기술의 확장으로, 실리콘과 같은 고점도 재료를 빌드 플랫폼에 포함하여 예상되는 물체를 만든 다음 가열하여 완전히 경화시키는 것입니다. LAM(Liquid Additive Manufacturing)의 기회는 3D 프린팅을 최적화하는 데 사용되는 기능성 액체에 의해 제공됩니다.

재료는 주로 투명도와 유연성 등 다양한 기능을 가지고 있으며 인쇄 과정에서 결합될 수 있습니다. 실리콘 적층 제조는 인쇄가 완료된 후 강도를 나타내도록 합니다.

기능성 액체는 먼저 실온에서 층별로 분배됩니다. UV 광을 사용하여 재료를 경화시킨 다음 듀로미터로 가교합니다.

LAM은 Fused Deposition Modeling 및 Material Jetting을 포함한 다른 3D 프린팅 기술에 대한 대안을 제공합니다. LAM 구성 요소 및 인쇄물은 고성능이며 화재 및 기타 단열 구조용 자동차 및 전자 제품에 매우 적합합니다.

액체 적층 제조는 높은 공정 속도를 사용하고 원하는 대로 무한한 자유로 왜곡 없는 인쇄를 보장합니다. 이 방법은 혁신적이며 프로토타입 및 소규모 생산에 적합합니다. 이는 산업에서 프로세스의 관련성과 적용을 촉진합니다.

적층 제조의 장점

• 저렴한 입장료

제조 산업 및 공정의 장비 비용은 항상 대부분의 기업이 직면하는 장애물입니다. 그러나 적층 제조용 기계는 대부분의 기업과 소규모 기업이 감당할 수 있는 가격입니다.

혁신과 기술의 발전으로 진입 비용이 저렴해지고 진입 비용이 절감됩니다. 소규모 생산 단위의 경우 이는 이익과 수익성을 확대합니다.

• 최종 제품을 설계하기 쉬움

적층 제조는 단순히 인쇄물을 얻는 것 이상입니다. 그것은 최고의 수준에서 디자인과 혁신을 포함합니다. 창의적인 사람은 적층 제조와 관련하여 시간과 비용 없이 자유를 누릴 수 있습니다.

전통적으로 인쇄를 수정하면 생산 라인이 변경된 후 비용이 급증하고 시간이 지연되었습니다. 엔지니어는 적층 제조를 사용하여 정적 방법에서 벗어나 비용 효율적으로 단일 설계의 여러 버전을 생성할 수 있습니다.

• 모든 수준에서 제공되는 교육 프로그램

기계와 장비를 얻는 것은 한 가지입니다. 장비를 효율적으로 운영하고 운영할 수 있는 기술과 인력을 보유하는 것은 또 다른 문제입니다. 적층 제조를 사용하여 전문적으로 설계하도록 직원과 근로자를 교육하면 비즈니스 운영이 지연될 가능성이 가장 높습니다.

그러나 다양한 수준에서 사용할 수 있는 디자이너 및 제조업체를 위한 다양한 교육 프로그램이 있습니다. 기본 교육은 기술 경험이 있는 직원을 위한 것입니다.

기술 교육은 의사 결정권자에게 적절하게 극대화하기 위한 교육을 목표로 하는 반면 고급 교육은 주로 후반 작업 및 자재 취급을 위한 것입니다.

• 생산 중 폐기물 감소

적층 제조 원리는 생산 공정에 있으며 기존 제조 방법과 크게 다릅니다. 일부 기계는 의도한 제품보다 더 큰 블록에서 재료를 제거하여 작동합니다.

부스러기 형태의 절단 재료는 사용할 수 없으므로 폐기물로 끝납니다. 그러나 적층 제조는 필요한 만큼만 사용되도록 재료를 레이어별로 추가하여 작동합니다. 적층 제조는 재료 비용을 최대 90%까지 줄이는 데 도움이 됩니다.

• 에너지 절약

적층 제조는 기존 제조 공정에 비해 사용할 재료를 줄이고 생산 공정의 단계를 차단하기 때문에 에너지 사용량을 크게 줄입니다.

적층 제조를 통해 부품을 재제조하면 완전히 새로운 부품을 제작하는 데 필요한 에너지의 2-25%에 해당하는 에너지를 사용하여 제품의 수명을 새로운 상태로 되돌릴 수 있습니다.

3D 인쇄된 실리콘 셋백

• 하드웨어 및 자재 가용성

3D실리콘의 가장 큰 한계는 접근성입니다. 여러 회사에서 합법적인 실리콘 3D 프린트를 제공합니다. 이는 비용이 급증하고 재료 선택이 제한된다는 것을 의미합니다.

• 구조적 한계

3D 프린팅 회사는 수년에 걸쳐 싹을 틔웠지만 생산 재료는 여전히 첨가물 친화적이지 않습니다. 구조용 실리콘 3D 프린터는 헤드가 하나이므로 세부 사항이 거의 없는 단순한 물체만 만들 수 있습니다.

광 조형 기반 기술을 사용하는 프린터는 문제를 피하지만 여전히 수지에는 UV 경화가 포함됩니다. 최고의 실리콘 3D 프린터는 인쇄물을 위한 지지 구조를 인쇄할 수 없는 상대적으로 작은 제작 영역을 가지고 있습니다.

• 경화제의 필요성

생산 공정에서 순수 실리콘을 3D 프린팅할 수 있는 회사는 거의 없습니다. 그들 대부분은 UV 경화제를 사용합니다. 이것은 재료를 약화시키고 완제품의 품질을 저하시키는 경향이 있습니다.

그러나 이것은 실리콘 성형 후에도 여전히 긍정적인 특성을 유지하며 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

결론

실리콘 3D 프린팅은 아직 갈 길이 멀다. 기술의 느린 개발 성장률로 인해 채택률이 상대적으로 낮습니다. 대부분의 기업은 기술이 무엇을 제공해야 하는지 모르고 일반적으로 사용되지 않기 때문에 도입을 주저합니다.

실리콘 3D 프린팅으로 이동하는 새로운 회사의 지속적인 개발 및 개선으로 인해 실리콘 제조업체의 산업에 대한 실행 가능한 대안으로 남아 있습니다.

실리콘 3D 프린팅 부품 및 실리콘 몰드에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있으며 미래 기술이 흥미진진할 것임을 암시합니다.