FDM과 SLA 3D 프린팅 기술의 핵심 차이점 이해하기

3D 프린팅은 겉보기만큼 최근 기술이 아닙니다. 1986년 척 헐(Chuck Hull)이 3D Systems를 설립하며 첫 3D 프린터 특허를 출원한 이래 오랜 역사를 가집니다. 이는 레진을 레이저 빔으로 광중합시키는 SLA(입체조형) 방식이었습니다. 불과 2년 후 스콧 크럼프(Scott Crump)가 Stratasys를 설립하며 첫 FDM(용융적층모델링) 프린터를 선보였고, 이는 현재 대중적으로 가장 잘 알려진 3D 프린터 유형입니다.

두 방식의 작동 원리는 유사합니다. 둘 다 적층 방식으로 부품을 제작합니다. FDM은 층 전체 영역에 소재를 적층하는 반면, SLA는 레이저 빔으로 레진을 직접 경화시킵니다.

FDM과 SLA 3D 프린터의 주요 차이점

소재와 색상

FDM 프린터에서 가장 흔히 쓰이는 소재는 PLA와 ABS지만, 점차 PETG, 나일론, PC-ABS나 섬유 강화 PLA 같은 고급 소재 사용이 늘고 있습니다. 소재 종류와 색상 모두 날이 갈수록 다양해집니다.

대부분의 FDM 프린터는 제조사가 공급하는 표준 스풀을 사용하며, 필라멘트 직경은 1.75mm 또는 2.85mm입니다. 직경은 프린터의 움직임 방식(카르테시안 또는 델타)과 익스트루더 유형에 따라 제조사가 결정합니다.

이미지 1: 1.75mm 및 2.85mm 필라멘트

SLA의 경우 소재 종류와 색상 모두 훨씬 제한적입니다. 주요 레진 제조사인 Formlabs가 가장 다양한 소재(표준 레진, 엔지니어링 레진, 덴탈 레진, 주조용 레진)를 보유하며, 최근에는 베이스 레진과 염료 세트인 Color Kit를 통해 사용자가 원하는 색상을 조색할 수 있게 했습니다.

이미지 2: Color Kit. 출처: Formlabs

표면 마감 정밀도

FDM 프린터로는 0.1mm 레이어 높이에서 양호한 마감을 얻을 수 있지만, 형상이 매우 복잡하거나 크기가 작은 부품에서는 노즐 직경의 제약으로 최소 두께 구현이 어렵습니다. 동일 소재 서포트를 사용할 경우 서포트 접촉면의 표면 마감이 고르지 못해 후가공이 필요합니다. 이를 해결하려면 수용성 서포트 소재(PVA, HIPS)를 사용하면 됩니다.

이미지 3: FDM 우수한 마감. 출처: Fillamentum

SLA 기술은 출력 정밀도가 매우 높습니다. 레이저 빔 직경이 매우 작아 복잡한 형상에서도 정교한 출력이 가능합니다. 예: Form 2는 0.025mm 레이어 높이로 최종 기능성 부품을 직접 제작할 수 있습니다. 정밀도가 높아 주얼리와 덴탈 애플리케이션 모델 제작에도 완전한 디테일로 대응 가능합니다.

이미지 4: SLA 우수한 마감. 출처: Formlabs

부착력 / 서포트 제거

FDM 프린터는 다양한 소재가 있지만, 베드 부착은 보통 큰 문제가 아닙니다. Magigoo, PrintFix, DimaFix 등 효과적인 접착 보조제가 많기 때문입니다. 워핑 경향이 강한 소재(예: PP)도 Smart Stick 등으로 PP 테이프 없이 해결 가능합니다. FDM 프린터에서 출력물 분리도 매우 간단해 대부분 맨손으로 가능합니다.

이미지 5: Magigoo

FDM 서포트로는 수용성 소재(HIPS, PVA)를 주로 쓰며 제거가 쉽습니다. HIPS는 D-리모넨에, PVA는 물에 녹습니다. 복잡한 형상이나 내부 채널 등 수작업 후가공이 어려운 경우 매우 유용합니다.

이미지 6: D-리모넨

SLA에서는 부착 문제가 없으나, 출력물 베드 분리에 더 많은 노력이 필요합니다. 부착력이 너무 강해 전용 스패튤러가 필요하며, 출력 후 베드에 미경화 레진이 남아 세척 시간이 필요합니다.

SLA는 이중 소재 출력이 불가능해 서포트를 수동으로 제거(니퍼 등)해야 하며, 완전히 제거하려면 후가공이 필수입니다.

후가공

FDM 출력 후에는 서포트 제거 외 별도 후가공이 불필요합니다. ABS, Smartfil E.P. 등은 샌딩으로 표면 마감 개선이 가능합니다.

반면 SLA 출력 후에는 미경화 표면 레진을 이소프로필 알코올 욕조나 Form Wash 같은 세척기로 제거해야 합니다. 대부분의 레진은 완전 경화 후 샌딩과 도색이 가능합니다.

이미지 7: Form Wash. 출처: Formlabs

결론

용도 구분이 명확합니다. FDM 프린터는 경제적이고 빠른 시제품 제작에 적합하며, 훌륭한 표면 마감이나 치수 정밀도가 필수적이지 않은 경우(고정밀 FDM 프린터도 존재)에 유리합니다. 다양한 소재 덕분에 직접 기능성 부품 제작에도 유용합니다.

반면 SLA 프린터는 최종 부품 수준의 훌륭한 마감과 정확한 치수가 필요한 시제품용 부품/오브제에 권장되며, 기계적 응력이 가해지지 않는 용도에 적합합니다.

현재 Formlabs와 UniZ가 혁신적인 3D 프린터와 레진을 선보이고 있습니다. Formlabs의 신형 Form 3와 Form 3L은 LFS(Low Force Stereolithography, 저력 입체조형) 기술로 제조 시간과 서포트 수를 줄였습니다. UniZ는 LED-LCD 방식의 SLASH 및 zSLTV 라인업으로 최대 600mm/h의 초고속 출력과 놀라운 마감을 구현했습니다. 두 제조사 모두 고품질 최종 기능성 부품 출력이 가능한 엔지니어링 레진을 제공합니다.