최첨단 3D 프린팅 기술 8가지와 그 응용 분야 탐구

3D 프린팅에 관해서는 여러분의 상상력만이 한계입니다. 요즘은 "이 공정으로 무엇을 프린트할 수 없나?"라고 묻는 것이 무엇이 생산될 수 있는지 끝없이 나열하는 것보다 더 쉽습니다. 3D 프린팅은 간단한 도구를 만들고, 본격적인 건축 모델을 뽑아내며, 심지어 의수를 제작할 수 있습니다.

모든 프린팅 요구가 동일하지는 않으며, 실제로 선택할 수 있는 방법이 꽤 많습니다. 예를 들어, Xometry에서는 아홉 가지 고유한 3D 프린팅 공정을 제공하며 항상 더 많은 것을 추가하는 것을 목표로 합니다. 각 공정마다 고유한 장단점이 있습니다. 일부는 금속 작업에 더 적합하고, 다른 스타일은 레이저로 경화하며, 일부는 처음으로 프린팅을 시도하는 초보자를 위해 만들어졌습니다. 앞으로 다양한 3D 프린팅 유형과 각각의 강점과 약점에 대해 알아보세요.

1. 폴리젯(PolyJet) 프린팅

3D 프린터가 꽤 미래적으로 보일 수 있지만, 폴리젯 프린팅은 여러분이 아마 가장 익숙한 구식 잉크젯 프린팅에 가장 가깝습니다. 이 기계들은 프린트 헤드를 사용하여 빌드 플레이트에 광중합체 레진의 미세한 방울을 뿌린 다음, UV 빛에 의해 레이어별로 경화됩니다. Xometry의 폴리젯 기계는 풀컬러 및 다중 재질 프린팅이 가능하여 실물 같은 모델과 시각적 프로토타입 제작에 이상적입니다. 다만, 폴리젯 재료는 내구성으로 알려지지 않았으며 최종 사용 부품에는 적합하지 않다는 점에 유의하세요.

폴리젯은 작은 특징이 있는 작은 파트에 가장 적합합니다. 매우 정확하지만 재료는 내구성이 낮은 경향이 있습니다.

Christian Tsu-Raun

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아래 사진은 우리의 폴리젯 프린터 중 하나가 풀컬러 파트를 생성하는 모습을 보여줍니다:

Xometry의 폴리젯 3D 프린터가 다중 색상 파트를 생성 중.

이 표는 폴리젯 프린터가 사용할 수 있는 재료, 만들 수 있는 것, 강점을 보여줍니다.

표 1: 폴리젯 3D 프린팅 장점

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
경질 광중합체, 쇼어 A 고무 유사, 투명 광중합체	고해상도, 다중 재질, 풀컬러	오버몰드 프로토타입, 풀컬러 컨셉 모델, 교육용 모델	첫 인치 ±0.004", 이후 인치당 ±0.002"

2. 융합 증착 모델링(FDM)

융합 증착 모델링(FDM) 기계는 취미가의 책상에서 Xometry 같은 생산 시설의 제조 현장까지 어디서든 찾을 수 있습니다. 이 대중적인 방법은 플라스틱 필라멘트를 가열된 노즐을 통해 이동시켜 녹이고, 최종 제품이 완성될 때까지 레이어별로 쌓아 올리는 것을 포함합니다. FDM 프린팅을 위한 다양한 필라멘트 재료가 있으며, 더 단단한 플라스틱이나 구부러지는 열가소성 엘라스토머를 원하든 선택할 수 있습니다.

아래 이미지는 최대 3피트 길이의 파트를 생산할 수 있는 Xometry의 산업용 프린터 중 하나를 보여줍니다:

Xometry의 수많은 산업용 FDM 3D 프린터 중 하나

이 표는 융합 증착 모델링 프린터가 사용하는 재료, 만들 수 있는 것, 다른 프린터 대비 장점을 공유합니다.

표 2: FDM 3D 프린팅 장점

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
ABS, PLA, PC, ULTEM 등	저비용, 큰 프린트 볼륨, 재료 다양성	프로토타이핑, 취미 파트, 제조 지그	첫 인치에 대해 단일 빌드 레이어 두께 ±, 이후 인치당 ±0.002"

3. 스테레오리소그래피(SLA)

스테레오리소그래피(SLA)는 일반 사람들이 접할 수 있었던 최초의 3D 프린팅 유형이었습니다. 이 프린터는 고출력 레이저를 사용하여 빌드 플레이트의 액체 광중합체를 경화시킵니다. 레이저는 파트의 단면 모양으로 지그재그로 움직이며, 이를 경화시키고 다음 레이어를 준비합니다. 중합이라는 과정을 통해 설계한 아이템을 레이어별로 구축합니다. 복잡한 모델이나 제품을 만들고 싶다면 훌륭한 프린팅 옵션입니다. Xometry는 투명한 것이 많은 다양한 SLA 재료를 제공하여 투명하게 볼 필요가 있는 파트 제작에 유용합니다.

아래 사진은 Xometry의 SLA 서비스로 생성된 일부 파트를 보여줍니다:

SLA 3D 프린팅을 사용하여 만든 다양한 투명 태그

이 차트는 SLA 프린터의 강점과 용도, 관리할 수 있는 재료, 만들 수 있는 것의 유형을 지적합니다.

표 3: SLA 3D 프린팅 장점

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
폴리카보네이트 유사, ABS 유사, 폴리프로필렌 유사	고해상도/디테일, 정확함, 큰 프린트 영역	주조 패턴, 프로토타입, 컨셉 모델	±0.002" ~ ±0.010"

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4. 선택적 레이저 소결(SLS)

선택적 레이저 소결(SLS)은 잘 알려진 플라스틱 필라멘트 대신 분말 플라스틱(일반적으로 나일론)을 사용합니다. 이 기계는 리코터라고 불리는 장치를 사용하여 이 분말의 얇은 층을 펼친 다음, 레이저로 파트의 단면을 추적합니다. 추적 중에 레이저의 열이 분말을 녹여 융합시킵니다. 빌드 챔버 피스톤이 약간 낮아지고, 또 다른 분말 층이 펼쳐지며, 제품이 생명을 얻을 때까지 과정이 반복됩니다. 이 프린팅 방법은 미소결 분말이 매체 전체에서 파트를 감싸며 지지하기 때문에 서포트 구조가 필요하지 않습니다. 이 이유로 많은 파트를 동시에 단일 빌드에서 구축할 수 있어 SLS 프린팅이 정확성과 품질을 유지하면서 동시에 많은 파트를 생성하는 데 훌륭합니다.

다음 다이어그램은 SLS 3D 프린터 시스템이 작동하는 방식을 보여줍니다:

SLS 3D 프린팅 시스템.

이 표는 이 프린터로 보낼 수 있는 재료, 만드는 것, 장점을 나열합니다.

표 4: SLS 3D 프린팅 장점

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
나일론 11, 나일론 12, 충전 나일론(예: 유리 충전)	서포트 구조 불필요, 복잡한 지오메트리, 내구성 있는 파트	컨셉 모델, 최종 사용 파트, 의료 기기	인치당 ±0.002" ~ 0.003"

5. 멀티 젯 퓨전(MJF)

멀티 젯 퓨전 프린팅에는 많은 움직이는 부품이 있습니다. 이 기계들에서는 플라스틱 분말 층이 증착된 후 가열 헤드에 의해 데워집니다. 잉크젯 스타일 어레이가 위에 떠서 퓨징 및 디테일링 에이전트를 분말에 정밀하게 분사합니다. 가열 요소들이 모든 것을 융합시키고, 과정이 반복됩니다. SLS 프린팅과 마찬가지로 MJF 파트는 분말 기반 방법으로 인해 서포트 구조가 필요하지 않으며, 따라서 많은 파트를 빌드 챔버에서 수평 및 수직으로 동시에 프린트할 수 있습니다. Xometry에서는 MJF를 통해 경질 및 연성 재료와 다중 마감 옵션(염색, 화학 증기 스무딩 등)을 제공하여 프린트를 더욱 향상시킵니다.

아래 이미지는 Xometry의 MJF 서비스를 사용하여 제작된 파트 예시로, 이 경우 검게 염색되었습니다:

MJF로 프린트된 나일론 12 파트, 염색 검정 마감.

다음 표는 MJF 프린터로 사용할 수 있는 재료, 만들 수 있는 것, 장점을 공유합니다.

표 5: MJF 3D 프린팅

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
나일론 PA 12, 폴리프로필렌, 유리 충전 나일론, TPU 88A	높은 정확도, 빠름, 저비용	시각적으로 정확한 프로토타입, 최종 사용 파트	±0.7mm

SLS와 MJF는 주로 나일론뿐만 아니라 PP와 TPU로 잘 알려진 재료로 파트를 생산합니다. 파트는 내구성이 있고 기본 재료의 전형적인 거동을 보입니다. 이는 엔지니어가 다른 공정으로도 전송될 수 있는 재료에서 파트를 테스트할 수 있게 합니다.

Christian Tsu-Raun

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6. 직접 금속 레이저 소결(DMLS)

금속으로 직접 3D 프린팅할 수 있는 공정을 찾고 있을 때, 직접 금속 레이저 소결(DMLS) 서비스를 보세요. 선택적 레이저 소결과 유사하게, DMLS 기계는 금속 분말의 얇은 층을 증착한 다음 강력한 레이저를 사용하여 각 파트의 단면을 레이어별로 추적하여 금속 입자를 융합하여 파트를 형성합니다. SLS와 달리, 금속 소결에 의해 생성되는 열과 응력이 플라스틱보다 훨씬 크기 때문에 서포트 구조가 필요합니다. 크기, 높은 비용, 프린팅 완료 후 파트에 필요한 광범위한 후처리 단계로 인해 DMLS 기계는 Xometry 네트워크 내의 산업용 샵에서만 발견되는 경향이 있습니다.

이 사진은 Xometry의 DMLS 프린터가 강철 분말을 소결하여 파트를 형성하는 중인 모습을 보여줍니다:

DMLS 3D 프린터가 강철 분말을 소결하여 파트 형성 중.

다음 차트는 DMLS 프린터로 만들 수 있는 것, 사용할 수 있는 재료, 어떤 애플리케이션에 좋은지 분석합니다.

표 6: DMLS 3D 프린팅 장점

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈 합금, 티타늄	고디테일, 완전 조밀한 금속 파트	항공우주 및 자동차 부품	첫 인치 ±0.005", 이후 인치당 ±0.002"

7. 전자빔 용융(EBM)

난이도를 높이면 전자빔 용융(EBM)과 같은 프린팅 방법을 만나게 됩니다. DMLS와 마찬가지로 이 기계들은 산업 범주에 속하며 관련 전문 지식이 필요합니다. 그 과정은 이름에 모두 담겨 있습니다—금속 입자를 융합하기 위해 전자빔을 사용합니다. 기계는 금속 분말 층을 놓은 다음, 빔이 추적과 용융을 수행합니다. 빔은 심지어 여러 영역을 한 번에 처리하기 위해 분할될 수도 있습니다.

이 차트에서 EBM 3D 프린터가 사용하는 재료, 만들 수 있는 것, 강점을 볼 수 있습니다.

표 7: EBM 3D 프린팅 장점

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
크로뮴, 티타늄	DMLS보다 빠름	항공우주, 의료, 석유화학 부품	해당 없음

8. 디지털 라이트 프로세싱(DLP)

일부 3D 프린팅 옵션은 다른 것과 유사한데, 디지털 라이트 프로세싱(DLP)과 SLA 프린터가 그 경우입니다. 주된 차이점은 DLP 기계가 레이저로 단면을 한 점씩 그리는 대신, UV 빛을 사용하여 전체 재료 탱크에 한 번에 이미지를 투영한다는 것입니다. 디지털 라이트 프로세싱은 광중합체 프린팅에 대한 접근을 더 용이하게 만들었습니다. SLA보다 저렴하고 빠르지만 여전히 고품질 파트를 만들 수 있습니다.

이 차트는 DLP 프린터의 재료, 용도, 강점을 분석합니다:

표 8: DLP 3D 프린팅 장점

재료	강점	일반적 응용	치수 정확도
폴리카보네이트 유사, ABS 유사, 폴리프로필렌 유사	SLA보다 빠름	주얼리 주조, 치과 스플린트, 미니어처 피규어	0.1mm

고려해야 할 3D 프린팅 요소는?

모든 종류의 필요에 맞는 다양한 3D 프린터가 있습니다. 여러분이 구축하려는 최종 제품, 만들고 싶은 재료, 예산과 일정을 고려해야 합니다. 즐거움과 가벼운 생산을 위해 집에서 사용할 프린터를 찾고 있다면 취미용 FDM 또는 SLA 프린터가 적합할 수 있습니다. DMLS 기계 같은 더 고급 프린터는 항공우주, 엔지니어링, 의학 같은 산업 및 산업 공간에 더 적합합니다.

자세히 알아보려면 3D 프린팅 전체 가이드를 참조하세요.

가장 일반적인 3D 프린팅 유형은?

FDM 프린팅은 가장 일반적으로 사용되는 3D 프린터 유형 중 하나입니다. 이는 저렴한 비용과 사용 편의성 때문입니다. 그러나 산업용 플라스틱 애플리케이션의 경우 MJF가 선호되는 경향이 있습니다. 금속 부품 제조는 DMLS를 사용하는 경향이 있습니다.

자세히 알아보려면 3D 프린팅 유형 가이드를 참조하세요.

초보자를 위한 최고의 3D 프린팅 유형은?

FDM 3D 프린팅은 초보자를 위한 가장 쉬운 3D 프린팅 유형입니다. 프로세스가 이해하기 쉬울 뿐만 아니라 원자재가 저렴하고 장비도 매우 저렴한 가격에 구할 수 있습니다. DLP 프린팅도 좋은 시작점이지만 3D 프린팅 방법에 대한 더 깊은 이해가 필요한 경향이 있습니다. DLP는 평균적으로 FDM보다 더 비쌉니다.

재료를 위한 최고의 3D 프린팅 유형은?

MJF 프린터는 사용 가능한 가장 넓은 범위의 재료를 가지며 다중 재질 및 다중 색상 파트를 상대적으로 쉽게 프린트할 수 있습니다. MJF 프린터는 프린트의 다른 부분을 선택적으로 색칠할 수 있을 뿐만 아니라 다른 재질 유형을 동일한 파트에 배치할 수 있습니다.

자세히 알아보려면 3D 프린팅 재료 가이드를 참조하세요.

의료용으로 최고의 3D 프린팅 유형은?

의료용 임플란트에는 스테인리스 스틸이나 티타늄 같은 고급 재료가 필요합니다. 따라서 DMLS 같은 분말 베드 3D 기술이 이러한 애플리케이션에 가장 적합합니다.

건설을 위한 최고의 3D 프린팅 유형은?

건설 산업의 3D 프린팅은 아직 초기 단계입니다. 그러나 대형 3D 프린터는 FDM 프린터에 사용되는 기술과 유사한 기술을 성공적으로 사용하여 콘크리트 구조물을 프린트합니다. 이는 지상에서부터 구조물을 구축하기 위해 콘크리트 레이어를 서로 위에 프린팅하는 방식으로 작동합니다.

교육을 위한 최고의 3D 프린팅 유형은?

FDM 프린터는 교육 목적에 이상적입니다. 이는 메커니즘이 관찰하고 이해하기 쉽기 때문입니다. 또한 작동 비용이 저렴하고 원자재도 저렴합니다.

건축을 위한 최고의 3D 프린팅 유형은?

건축 회사는 3D 프린터를 사용하여 설계의 축소 모델을 프린트하며, 일반적으로 SLS를 가장 적합한 3D 프린팅 기술 유형으로 간주합니다. 이는 사용 가능한 더 큰 빌드 볼륨과 SLS가 뛰어난 디테일로 파트를 구축할 수 있는 능력 때문입니다.

3D 프린팅 유형에 대한 자주 묻는 질문

3D 프린터 비용은 얼마인가?

시장에는 다양한 유형의 3D 프린터가 있습니다. 따라서 3D 프린터는 엔트리 레벨 FDM 기계의 경우 $150부터 비용이 들 수 있습니다. 고급 DMLS 기계의 비용은 약 $250,000부터 시작합니다. 3D 프린터는 공급업체에서 직접 구매하거나 Amazon 같은 서드파티 웹사이트에서 구매할 수 있습니다.

3D 프린터로 사업을 시작할 수 있는가?

예, 그러나 진입 장벽이 낮아 시장이 같은 생각을 가진 개인들로 포화될 수 있습니다. 그러나 최신 3D 프린팅 방법을 사용하고 틈새 시장에 공급하는 것이 좋은 시작점입니다.

3D 프린팅이 수익성 있는 사업인가?

예, 특히 고급 3D 프린팅 서비스와 재료를 제공하는 경우.

3D 프린팅으로 얼마나 벌 수 있는가?

이는 전적으로 제공되는 제품과 서비스에 달려 있습니다. 프린트된 상품의 가치는 플라스틱 장신구의 경우 몇 센트에서 고급 금속 파트의 경우 수천 달러까지 다양할 수 있습니다.

요약

이 기사는 8가지 다른 3D 프린팅 기술, 응용 분야, 강점을 살펴보았습니다.

이러한 공정 중 다수는 Xometry 인스턴트 퀴팅 엔진®을 통해 손끝에서 이용 가능합니다. STL 같은 3D CAD 파일을 업로드하고 옵션에서 견적을 구성하여 즉석 가격과 리드 타임을 얻기만 하면 됩니다. 오늘 시도해 보고 즉석 견적을 받아보세요!

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Kat de Naoum

Kat de Naoum은 20년 이상의 글쓰기 경험을 가진 영국 출신의 작가, 저자, 편집자, 콘텐츠 전문가입니다. Kat은 다양한 제조 및 기술 조직을 위해 글을 쓴 경험이 있으며 엔지니어링 세계를 사랑합니다. 글쓰기 외에도 Kat은 거의 10년 동안 패러리걸로 일했으며, 그중 7년은 선박 금융 분야였습니다. 그녀는 인쇄물과 온라인 모두 많은 출판물을 위해 글을 썼습니다. Kat은 킹스턴 대학에서 영문학과 철학 학사, 창작 글쓰기 석사 학위를 받았습니다.

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