3D 프린팅으로 프로토타입 제작

시제품 제조할 제품의 첫 번째 예입니다. 필요한 수정을 수행하기 위한 시작점으로, 복제할 모델로 또는 금형 제작을 위한 매트릭스로 사용됩니다.

따라서 시제품 제작은 실험적인 과정입니다. 이를 통해 디자인 팀은 아이디어를 구체화할 수 있습니다. 프로토타이핑은 원하는 결과를 얻을 때까지 반복을 수행할 수 있는 다양한 분야에서 매우 유용한 프로세스입니다.

이미지 1:Raise Pro2 Plus로 3D 프린트된 헬멧 프로토타입. 출처:KIDO 스포츠.

다른 기능을 가진 여러 유형의 제품 프로토타입 제작이 있습니다.

• 충실도가 낮은 프로토타입: 저충실도 프로토타입은 단기간에 신속하게 수행할 수 있으며 최종 제품 설계에 도달하기 전에 모델에 필요한 수정을 수행하기 위해 다양한 측면을 분석할 수 있는 연구 모델 역할을 할 수 있습니다.
  • 디자인 프로토타입 :제품 디자인을 검증하기 위한 디자인 프로토타입을 진행합니다.
  • 기하학적 프로토타입 :제품의 형상을 확인하고 필요에 따라 수정하기 위해 제작하는 형태의 시제품입니다.
  • 기능적 프로토타입 :이러한 프로토타입은 사용된 재료의 거동을 분석하고 제품의 기능을 테스트하기 위해 수행됩니다.
  • 기술 프로토타입 :이 경우 프로토타입을 전역 연구 모델로 사용하여 모든 기능을 분석할 수 있습니다.
• 고충실도 프로토타입: 최종 제품과 동일한 시제품 제작으로 구성됩니다. 제품의 대량 생산을 수행하기 전에 이러한 유형의 프로토타이핑을 수행하는 것이 좋습니다.

현재 CNC 기계 가공, 사출 성형 또는 3D 인쇄와 같은 프로토타입 제작을 위한 여러 프로세스가 있습니다.

신속한 프로토타이핑

3D 프린팅 이 제조 방법이 제공하는 신속성으로 인해 신속한 프로토타이핑과 직접 관련이 있습니다. 사용된 기술과 사용된 재료에 따라 제공되는 다양한 가능성으로 인해 저충실도 프로토타이핑에 널리 사용되는 제조 방법입니다.

비디오 1:DLimit의 신속한 프로토타이핑. 출처:BCN3D.

3D 프린팅 목표를 사용한 신속한 프로토타이핑은제품의 하나 이상의 측면을 테스트하기 위한 모델을 제조하므로 필요한 경우 최종 디자인이 달성될 때까지 민첩하고 즉각적인 방식으로 수정할 수 있습니다. 제품의 형태와 기능을 모두 보장합니다.

3D 프린팅을 이용한 프로토타입 제작을 위해서는 어떤 기술이 가장 적합한지 고려해야 합니다. 각각의 기술에는 장단점이 있으므로 각각의 요구에 가장 적합한 것을 찾기 위해서는 그 작동이 기반이 되는 기본 사항과 한계를 알아야 합니다.

가장 널리 퍼진 3D 인쇄 기술은 다음과 같습니다.

• 융합 재료 증착(FDM)
• 수지의 선택적 광중합(SLA)
• 선택적 레이저 소결(SLS)

그들 사이의 비교표는 아래에서 볼 수 있습니다:

표 1:서로 다른 3D 프린팅 기술 간의 비교. 출처:Filament2print.

각 기술의 특성과 한계에 대해 자세히 알아보려면 "올바른 기술을 선택하는 방법:FDM, SLA 및 SLS" 기사를 읽어보시기 바랍니다.

3D 프린팅 프로토타이핑이 제공하는 몇 가지 이점은 다음과 같습니다.

속도 :사용하는 3D프린팅 기술에 따라 생산 속도가 빨라지거나 느려지겠지만 일반적으로 3D프린팅은 즉시성을 제공하는 제조 방법입니다.

비용 및 자원 절약 :부품의 복잡성과 사용된 재료에 따라 부품 프로토타이핑에 3D 프린팅을 사용하면 상당한 비용 및 리소스 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 다른 전통적인 제조 방법과 비교했을 때

지속 가능성 :자체 생산시설에 3D프린팅 장비를 보유하여 현지에서 시제품을 제작하여 외부제조에 비해 발생되는 탄소발자국을 줄입니다. 또한 생분해성, 재활용 또는 재활용 가능한 재료로 작업하는 것이 종종 가능하며 제조 방법의 특성상 폐기물 및 재료 낭비가 최소화됩니다.

시제품 제작에서 제조까지

초기에 3D 프린팅은 프로토타이핑에만 사용되었습니다. 그러나 현재는 추가적인 제조 방법으로도 사용됩니다. 이는 주로 다음 두 가지 요인 때문입니다.

소재 개발

3D 프린팅으로 소량의 최종 부품을 제조할 수 있는 요인 중 하나는 까다로운 환경에 적용할 수 있는 재료 개발입니다. 기계적 특성 또는 특정 특성 덕분입니다.

예를 들어 ESD 재료는 필라멘트, 분말 및 심지어 수지 형태로 제공되며 정전기 방전 방지 기능이 있는 제품을 제조할 수 있도록 합니다.

3D 인쇄 기술의 발전

최근 몇 년간 이루어진 발전과 장비 제조업체의 R&D 작업 덕분에 3D 프린터가 제공하는 기능이 크게 향상되어 산업 품질의 매우 복잡한 부품을 제조할 수 있게 되었습니다.

모든 3D 프린팅 기술은 상당히 발전했습니다. FormLabs의 SLA 3D 프린터가 그 예입니다. 의료 및 치과 부문의 경우 생체 적합성 재료를 3D 프린팅할 수 있는 Form 3B+ 및 Form 3BL; 또는 Sinterit의 SLS 3D 프린터는 지지대가 필요 없이 매우 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다. , Lisa, Lisa Pro 또는 Lisa X와 같은 데스크톱 모델

이미지 3:치과용 최종 제품 제조. 출처:FormLabs.

의심할 여지 없이 3D 프린팅 제조는 전문 사용자가 프로토타입과 산업 품질의 최종 부품을 생산할 수 있게 해주며 현재 다양한 분야에서 신속한 프로토타이핑을 위해 가장 널리 사용되는 제조 방법 중 하나입니다. 다양한 기술, 장비 및 재료 덕분에 거의 모든 응용 분야에 대한 솔루션을 찾을 수 있습니다.

• 적층 제조로 제품 맞춤화 가능

  제품을 소비자에게 맞춤화하고 맞춤화할 수 있는 능력은 시장에 엄청난 가치를 가져다주었고, 적층 제조(AM)를 통해 대량 맞춤화 기능은 완전히 새로운 수준으로 향상되었습니다. McKinsey에 따르면 연구에 따르면 제품 맞춤화가 제공되고 소비자가 거의 20% 더 높은 가격을 기꺼이 지불할 때 판매 전환율이 22~30% 증가합니다. AM은 디지털 제조 프로세스를 활용하여 개별 사양에 따라 값비싼 툴링을 변경할 필요가 없기 때문에 새로운 맞춤형 가능성을 열어줍니다. 대량 맞춤화라는 용어는 일반적인 의미로 자주 사용되지만 맞춤화와 개인화

• 3D 프린팅 지원

  FFF 3D 프린팅의 주요 한계 중 하나 기술은 이전 레이어 위에 각 레이어를 인쇄해야 하는 필요성 다리, 캔틸레버 또는 경사가 큰 벽을 만들 가능성이 없습니다. 이를 극복하기 위해 이전 요소에 대한 지지 기반 역할을 하는 인쇄된 지지 구조를 사용하는 것이 일반적입니다. 이러한 구조를 지지대라고 합니다. 이미지 1:3D 프린팅 부품을 지원합니다. 출처:3DHubs 지지 부분 괄호는 주로 다음 네 부분으로 구성됩니다. 지원 :캔틸레버 레이어를 지지하는 구조입니다. 밀집된 지원 :피스와 접촉하는 지지대의 마지막 층을 조밀 지지대