PolyJet과 InkJet:주요 차이점 및 비교 분석

잉크젯 기술은 2D 프린터에 사용하기 위해 처음 발명되었습니다. 이 방법은 페이지에 다양한 색상의 잉크를 작은 방울로 분사하여 이미지를 만듭니다. 잉크젯 기술의 3D 프린팅 버전은 2D 버전과 크게 다르지 않습니다. 다양한 색상이나 광중합체 재료의 여러 방울을 빌드 플랫폼에 증착한 다음 UV 광선을 사용하여 "인쇄된" 레이어를 경화합니다. 이 과정은 전체 부품이 층별로 인쇄될 때까지 반복됩니다. 

폴리젯 인쇄는 잉크젯 인쇄의 한 유형입니다. 동일한 유형의 재료와 동일한 유형의 경화 과정을 사용합니다. Polyjet 기계는 다른 기술에 비해 매우 빠르게 인쇄할 수 있으며 복잡한 다중 재료 및 다중 색상 부품을 만들 수 있습니다.

이 기사에서는 폴리젯을 기본 잉크젯 프린터 및 레이저 기반 인쇄 기술과 비교합니다.

폴리젯 정의 및 잉크젯과의 비교

Polyjet은 Stratasys가 개발한 멀티젯, 모델링 기반 3D 프린팅 기술의 상표입니다. 멀티젯 프로세스는 1998년 Object Geometries, Ltd.에 의해 처음 개발되었으며 나중에 Stratasys에 인수되었습니다. 이 프로세스에서는 일반 잉크젯 프린터와 마찬가지로 빌드 플랫폼에 재료를 증착할 수 있는 인쇄 헤드를 사용합니다. 따라서 폴리젯 프린터는 잉크젯 프린터의 하위 집합입니다. 

폴리젯 프린터로 인쇄한 재료는 포토폴리머여야 합니다. 이러한 폴리머는 자외선에 노출되면 응고됩니다. 프린터는 여러 개의 포토폴리머 방울을 빌드 플랫폼에 분배하고 UV 광원을 증착된 포토폴리머 위로 즉시 통과시키는 방식으로 작동합니다. UV 광선이 인쇄 레이어를 굳힌 후 빌드 플랫폼이 한 레이어 높이만큼 아래로 이동하고 다음 레이어가 증착됩니다. Polyjet 프린터에는 여러 개의 프린트 헤드가 있어 다중 색상 및 다중 재료 부품을 인쇄할 수 있습니다. 

잉크젯과 비교할 때 폴리젯은 포토폴리머를 사용한 인쇄에만 초점을 맞춘 하위 집합입니다. 그러나 이러한 포토폴리머는 다양한 특성과 색상을 가질 수 있습니다. 잉크젯은 다양한 노즐에서 잉크, 배양된 세포 또는 전도성 잉크를 분사하는 과정을 의미합니다. 

자세한 내용은 Polyjet이란 무엇인가에 대한 가이드를 참조하세요.

다른 잉크젯 기술과 비교하여 Polyjet의 장점은 무엇입니까?

다음은 다른 잉크젯 유형 프린터와 비교하여 폴리젯의 몇 가지 장점입니다. 

1. Polyjet은 페인팅이나 염색과 같은 후처리 없이 풀 컬러 부품을 생산할 수 있습니다.  
2. Polyjet은 다중 재료 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 각각의 독립적인 잉크젯 노즐이 서로 다른 재료를 증착할 수 있기 때문입니다. 다른 어떤 기술도 이러한 위업을 수행할 수 없습니다. 

다른 잉크젯 기술과 비교하여 폴리젯의 단점은 무엇입니까?

다음은 다른 잉크젯 유형 프린터에 비해 폴리젯의 몇 가지 단점입니다. 

1. 서포트를 제거하려면 기계의 일부가 아닌 워터젯이 필요합니다. 따라서 폴리젯 프린터는 배관 근처에 설치해야 하며 전용 청소 스테이션이 있어야 합니다. 
2. 폴리젯 프린터는 큰 제작 볼륨을 가질 수 있지만 여러 부품을 서로 쌓아 올리는 멀티젯 융합 인쇄처럼 전체 볼륨을 활용할 수는 없습니다.

잉크젯 정의 및 폴리젯과 비교

잉크젯은 종이에 잉크를 인쇄하기 위해 원래 Canon의 Ichiro Endo와 HP의 Jon Vaught가 독립적으로 개발한 기술입니다. 이 기술은 1998년 Object Geometries, Ltd.(나중에 Stratasys에 인수됨)에 의해 3D 프린팅에 적용되었습니다. 잉크젯 프린터에는 재료 분사와 바인더 분사라는 두 가지 주요 스타일이 있습니다. 재료 분사는 다양한 노즐에서 여러 개의 포토폴리머 방울을 증착하여 다색 및 다중 재료 부품을 인쇄합니다. 폴리젯 인쇄가 이에 대한 예입니다. 반면, 바인더 분사는 바인더를 플라스틱 분말에 분사하여 플라스틱 입자를 서로 결합시킵니다. 또는 HP 멀티젯 퓨전 3D 프린터와 마찬가지로 열원을 사용하여 플라스틱을 녹일 때 분말이 녹는 데 도움이 되도록 융합제를 분말 위에 도포합니다. 잉크젯 기술은 배양된 세포를 한 번에 한 겹씩 쌓아 고기 조각을 인쇄하는 방식으로 고기를 생산하는 데에도 사용됩니다.

다른 3D 프린팅 기술에 비해 잉크젯의 장점은 무엇인가요?

다음은 다른 3D 프린팅 기술과 비교하여 잉크젯 방식의 장점 중 일부입니다.

1. 잉크젯 프린터는 식품 인쇄용 잉크, 배양육, 결합제, 융합제 등 다양한 재료를 사용할 수 있습니다. 다른 인쇄 기술은 한 번에 하나 또는 최대 두 개의 서로 다른 재료로 제한됩니다. 
2. 잉크젯 프린터는 대부분의 다른 기술보다 훨씬 빠르게 부품을 인쇄할 수 있습니다. 분사 공정은 예를 들어 MJF와 같은 다른 많은 인쇄 기술에 의해 채택되었으며 이러한 각 적용은 속도 측면에서 장점이 있습니다.

다른 3D 프린팅 기술에 비해 잉크젯의 단점은 무엇인가요?

다음은 다른 3D 프린팅 기술에 비해 잉크젯의 몇 가지 단점입니다.

1. Polyjet은 포토폴리머만 사용할 수 있습니다. 재료 개발이 진행 중인 반면, 포토폴리머는 기계적 강도, 피로 저항성 및 일반적인 화학적 저항성 측면에서 PBF(Powder Bed Fusion) 및 FDM(Fused Deposition Modeling) 프린터에 사용되는 다른 표준 열가소성 수지만큼 뛰어난 성능을 발휘하지 못합니다. 
2. 고급 포토폴리머의 가격은 FDM용 표준 플라스틱 필라멘트나 PBF 프린터용 파우더 가격보다 훨씬 높습니다. 

잉크젯과 기타 3D 프린팅 기술 비교표

아래 표 1에서는 Polyjet(잉크젯)과 SLS(선택적 레이저 소결 - 분말층 융합 기술)를 비교합니다.

표 1:Polyjet과 SLS 비교

속성 폴리젯 SLS

속성

인쇄 해상도

폴리젯

55미크론

SLS

100미크론

속성

대형 부품 프린트 가능

폴리젯

예

SLS

예

속성

여러 색상을 동시에 인쇄할 수 있습니다

폴리젯

예

SLS

아니요

속성

여러 자료를 동시에 인쇄할 수 있습니다

폴리젯

예

SLS

아니요

속성

탄성 재료 인쇄 가능

폴리젯

예

SLS

예

속성

최소 피처 크기

폴리젯

0.2mm

SLS

0.75mm

속성

부품에는 지지 구조가 필요합니다

폴리젯

예

SLS

아니요

속성

최대 인쇄량

폴리젯

1x0.8x0.5m

SLS

0.55 x 0.55 x 0.75mm

Polyjet은 다양한 색상과 재료 유형으로 표면 마감이 우수한 부품을 생산하는 반면, SLS는 제한된 색상으로 거친 무광택 마감을 제공하는 경향이 있습니다.

잉크젯과 레이저 기술:기술 비교

잉크젯 3D 프린팅 기술은 종이 프린팅 기술을 기반으로 합니다. 여러 개의 플라스틱 점을 빌드 플랫폼에 배치하여 작동합니다. 그런 다음 UV 광선을 사용하여 다음 층을 적용하기 전에 플라스틱을 경화시킵니다. 어떤 경우에는 다음 레이어를 인쇄하기 전에 롤러를 사용하여 레이어를 평평하게 만들어야 합니다. 반면 SLS(Selective Laser Sintering)와 같은 레이저 기술은 레이저를 열원으로 사용하여 플라스틱 입자를 융합합니다. 또는 SLA(Stereolithography) 프린터에서 UV 레이저를 사용하여 포토폴리머로 인쇄합니다.

잉크젯과 레이저 기술:재료 비교

잉크젯 스타일 프린터는 폴리젯의 경우처럼 포토폴리머만 사용하거나 식품, 결합제 또는 배양된 세포를 사용할 수도 있습니다. 이러한 포토폴리머는 단단하고 투명하며 탄성이 있거나 ABS와 같은 일부 열가소성 수지의 특성을 모방하도록 특별히 제조된 것일 수 있습니다. 다른 잉크젯 스타일 프린터는 광중합체 바인더와 열가소성 분말 베이스(일반적으로 나일론)를 함께 사용합니다. 멀티젯 인쇄가 이에 대한 예입니다.

레이저 프린터는 일반적으로 열가소성 분말을 사용하여 인쇄합니다. 이 프린터는 플라스틱 분말의 얇은 층에 레이저를 스윕하여 입자를 부품 층의 모양으로 융합함으로써 이를 융합합니다. 

잉크젯과 레이저 기술:제품 응용 비교

폴리젯을 포함한 잉크젯 프린터는 주로 기능성 다중 재료 및 다중 색상 프로토타입에 사용됩니다. 잉크젯 부품은 치과용 주형, 렌즈, 씰, 수술 보조 기구 등 보다 실용적인 응용 분야에도 사용되지만 예를 들어 기어와 같이 마모가 심한 산업용 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

분말 융합층 레이저 기술을 사용하면 나일론, 심지어 금속과 같은 기능성 소재에도 인쇄할 수 있습니다. 이를 통해 단순한 프로토타입이 아닌 최종 사용 부품의 제조가 가능해졌습니다. 이 기술은 다양한 색상이나 재료로 인쇄할 수 없습니다. 

잉크젯과 레이저 기술:인쇄량 비교 

잉크젯과 레이저 기술 모두 대량 제작이 가능하며 연속 생산에 적합합니다. 가장 큰 폴리젯 잉크젯 프린터의 제작 부피는 1 x 0.8 x 0.5m입니다. 선택적 레이저 소결 기계의 제작 용적은 0.55 x 0.55 x 0.75m로 다소 작습니다.

잉크젯과 레이저 기술:표면 마감 비교

잉크젯 기술은 표면 마감이 매우 매끄러운 부품을 생산할 수 있습니다. 이것이 바로 일회용 기능성 프로토타입에 매우 적합한 이유입니다. 레이저 기반 인쇄 기술은 무광택 마감 처리된 부품을 생산합니다. 레이저로 인쇄된 부품의 표면은 착색이 필요한 경우 후처리가 어렵고 염색을 통해서만 착색이 가능합니다.

잉크젯과 레이저 기술:비용 비교

잉크젯 3D 프린터는 kg당 최대 500달러에 달하는 특수 포토폴리머를 사용합니다. SLS와 같은 레이저 기술은 생산 비용이 훨씬 저렴하고 평균 kg당 50달러에 불과한 열가소성 분말을 사용합니다. 

잉크젯을 활용한 3D 프린팅 기술은 무엇인가요?

다양한 3D 프린팅 기술에는 잉크젯 기술이 활용됩니다. 가장 일반적인 것은 다음과 같습니다:

1. 폴리젯: 여러 개의 독립적인 노즐을 사용하여 포토폴리머를 빌드 플랫폼에 배포한 후 UV 광선으로 포토폴리머를 경화하여 다중 재료, 다중 색상 부품을 생성합니다.
2. 멀티 제트 퓨전: 다중 노즐은 적외선 히터가 플라스틱 층을 통과할 때 용해를 촉진하기 위해 융합제와 디테일링제를 열가소성 분말에 분산시킵니다. 디테일링 에이전트는 날카로운 부품 가장자리가 유지되도록 보장합니다. 
3. 바인더 분사: 분말 층 위에 결합제를 분산시켜 입자를 녹이는 대신 본질적으로 입자를 서로 접착시킵니다.

폴리젯과 잉크젯의 유사점은 무엇인가요?

잉크젯은 폴리젯 프린터에 사용되는 기본 기술입니다. 폴리젯 인쇄는 단순히 잉크젯 기술의 한 유형입니다. 

Polyjet과 비교할 수 있는 다른 3D 프린팅 프로세스는 무엇입니까?

다음은 폴리젯과 유사한 프로세스입니다.

• 폴리젯과 광조형(SLA) 비교: SLA는 UV 광선을 사용하여 한 번에 단일 층의 포토폴리머를 경화하는 3D 프린팅 기술의 일종입니다. 재료를 증착하기 위해 제트를 사용하지 않고 오히려 빌드 플랫폼을 포토폴리머 통에 배치하고 부품의 단면을 빌드 플랫폼에 투영하여 모든 플라스틱을 경화합니다. 자세한 내용은 Polyjet과 SLA에 대한 가이드를 참조하세요.

잉크젯과 비교할 수 있는 다른 3D 프린팅 프로세스는 무엇입니까?

다음은 잉크젯과 유사한 프로세스입니다.

• 잉크젯과 멀티젯 융합(MJF): MJF는 분사 노즐을 사용하여 현재 레이어의 원하는 단면 모양으로 플라스틱 분말 레이어에 융합제를 적용합니다. 용융 풀이 부품 경계 밖으로 흘러나오는 것을 방지하기 위해 레이어의 모든 가장자리에 디테일링제가 도포됩니다.

요약

이 기사에서는 잉크젯 기술과 폴리젯 3D 프린팅 프로세스의 차이점에 대해 논의했습니다. 잉크젯 기술 및 폴리젯 3D 프린팅에 대해 자세히 알아보려면 Xometry 담당자에게 문의하세요.

Xometry는 모든 프로토타이핑 및 생산 요구 사항에 맞는 3D 프린팅 및 기타 부가 가치 서비스를 포함하여 광범위한 제조 기능을 제공합니다. 자세한 내용을 알아보거나 무료 견적을 요청하려면 당사 웹사이트를 방문하세요.

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딘 맥클레먼츠

Dean McClements는 기계공학 학사 우등 졸업생으로 제조 업계에서 20년 이상의 경력을 보유하고 있습니다. 그의 전문적인 경력에는 Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace 및 Hyster-Yale과 같은 선두 기업에서 중요한 역할이 포함되며, 그곳에서 그는 엔지니어링 프로세스 및 혁신에 대한 깊은 이해를 발전시켰습니다.

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