3D 프린팅
산업 제조
3D 프린팅은 전 세계 수백만 명이 즐기는 취미이자 다양한 부품과 제품을 생산할 수 있는 기능성 제조 기술이다. 이러한 수요를 충족하기 위해 다양한 프린터가 시장에 나와 있습니다. 일반적으로 이러한 프린터는 특히 FDM(Fused Deposition Modeling) 측면에서 동일한 기본 구성 요소를 공유합니다. 이러한 부품은 10가지 유형의 3D 프린팅 기계 구성 요소로 분류될 수 있습니다.
이 기사에서는 10가지 범주 각각에 속하는 3D 프린터 부품과 이러한 3D 프린팅 부품의 기능에 대해 설명합니다.
컨트롤러 보드라고도 알려진 마더보드는 3D 프린터의 모든 전자 부품이 연결되는 중앙 허브 역할을 합니다. 3D 프린터 마더보드의 주요 부품은 다음과 같습니다:
마더보드는 기존 마더보드를 교체하고 전자 부품을 새 보드에 연결하기만 하면 업그레이드할 수 있습니다. 그러나 새 보드가 기존 프린터 부품의 전력 요구 사항을 처리할 수 있도록 주의를 기울여야 합니다.
전원 공급 장치(PSU)는 프린터의 모든 전자 구성 요소에 전원을 공급합니다. 본 장치는 AC 전원을 강압하고 저전력 AC를 DC로 변환하는 변압기 및 정류기입니다. PSU는 모든 관련 구성 요소에 대한 전원 공급 장치입니다. 3D 프린터에 전력 요구 사항이 더 높은 새 요소가 추가되는 경우 PSU 업그레이드가 필요한 경우가 많습니다. 마더보드가 증가된 전력을 처리할 수 있는지 먼저 확인하지 않고 PSU를 교체하지 않도록 주의하세요.
3D 프린터의 프레임은 마더보드를 포함한 다양한 기계 부품이 모두 연결되는 곳입니다. 프레임은 일반적으로 알루미늄, 플라스틱 또는 강철로 만들어집니다. 3D 프린터 프레임이 더 단단하거나 단단할수록 프린터는 정확성과 품질을 유지하면서 더 빠르게 인쇄할 수 있습니다. 대부분의 3D 프린터에는 3개의 직선 운동 축이 있습니다. 이는 압출기가 x축에서는 왼쪽과 오른쪽으로, z축에서는 위아래로 이동할 수 있음을 의미합니다. 세 번째 모션 축은 y축에서 앞뒤로 이동할 수 있는 프린터 베드에 의해 제공됩니다. 스테퍼 모터는 프레임에 장착됩니다.
3D 프린터 프레임을 업그레이드할 수 있습니다. 그러나 이는 전체 프린터를 분해했다가 다시 조립해야 하는 번거로운 작업인 경우가 많습니다. 사용자가 할 수 있는 가장 간단한 업그레이드 중 하나는 프레임의 거싯과 브래킷을 강화하여 전체적인 강성과 안정성을 향상시키는 것입니다.
3D 프린터 프레임 그림
3D 프린터와 상호작용하려면 사용자 인터페이스가 필요합니다. 대부분의 3D 프린터에는 몇 개의 버튼과 다이얼이 있는 기본 화면이 있습니다. 이는 SD 카드에서 프린트할 부품을 선택하고 압출기 온도나 베드 온도와 같은 일부 기본 설정을 변경하는 데 충분합니다. 고급 프린터에는 사용자 친화적인 인터페이스를 갖춘 멀티 컬러 터치 스크린이 있습니다. 또는 유선 연결이나 Wi-Fi를 통해 프린터를 PC에 연결할 수 있습니다. OEM(Original Equipment Manufacturer) 또는 타사 프린터 제어 소프트웨어를 사용하여 프린터를 제어하고 인쇄 상태를 모니터링할 수 있습니다.
사용자 인터페이스를 보다 사용자 친화적인 버전으로 업그레이드할 수 있습니다. 보드의 물리적 연결과 전원 요구 사항 측면에서 마더보드가 새 화면과 호환되는지 확인하려면 주의를 기울여야 합니다. 또한 새 화면을 지원하려면 보드의 펌웨어를 업데이트해야 합니다.
3D 프린터의 연결성은 사용자가 G-Code 인쇄 지침을 컨트롤러에 전송하는 방법에 따라 정의됩니다. 3D 프린터에 연결하는 방법에는 SD 카드, 고정 케이블, Wi-FI 등 세 가지 주요 방법이 있습니다. 대부분의 프린터에는 SD 카드와 고정 케이블 연결이 함께 제공됩니다. 그러나 Wi-Fi는 고급 프린터에서만 사용할 수 있습니다. SD 카드/고정 케이블을 Wi-Fi로 업그레이드하려면 마더보드를 교체해야 하는 경우가 많습니다.
압출기는 필라멘트 스풀에서 플라스틱을 당겨서 가열된 챔버를 통해 밀어낸 다음 노즐 밖으로 부품을 인쇄하는 데 사용됩니다. 압출기 장치는 스테퍼 모터, 플라스틱을 고정하는 스프링 장착 기어 휠, 핫 엔드 및 노즐로 구성됩니다. 압출기의 세 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.
직접 구동 장치를 Bowden 압출기로 업그레이드하는 것은 비교적 간단하게 수행할 수 있습니다. 몇 개의 추가 브래킷과 튜브만 필요합니다. 이중 압출로 업그레이드하는 것은 마더보드에 수용할 수 있는 스테퍼 드라이버 수에 따라 달라집니다. 추가 팬, 핫엔드 및 온도 센서를 위한 연결 지점도 필요합니다.
압출기/핫 엔드의 그림.
모션 컨트롤러는 부품을 인쇄하는 데 필요한 세 개의 축을 따라 프린터의 핫 엔드를 이동하는 데 사용되는 메커니즘입니다. 스테퍼 모터는 정확한 위치를 유지하는 기능 때문에 움직임을 제어하는 데 사용됩니다. 그러나 스테퍼 모터는 회전 운동을 생성합니다. 이 회전 운동은 전동 나사 또는 톱니 벨트를 사용하여 선형 운동으로 변환됩니다. z축은 거의 항상 전동 나사로 구동되는 반면, x축과 y축은 톱니 벨트로 구동될 수 있습니다.
모션 컨트롤러를 업그레이드할 필요가 거의 없습니다. 원래 장비의 스테퍼 모터는 프린트 헤드의 위치를 매우 정확하게 제어할 수 있습니다.
일반적인 FDM 3D 프린터는 필라멘트 롤 형태의 다양한 재료를 사용하여 인쇄할 수 있습니다. 직경은 1.75mm 또는 3mm일 수 있습니다. 다음은 인쇄할 수 있는 몇 가지 일반적인 플라스틱 범주입니다.
다른 필라멘트로 인쇄하기 위해 기계 업그레이드가 거의 필요하지 않습니다. 그러나 어떤 경우에는 특별한 액세서리가 필요합니다. 예를 들어, ABS와 같은 플라스틱의 경우 프린터에 환기 파이프가 있는 인클로저를 포함하는 것이 유익할 수 있습니다.
프린트 베드는 프린팅된 부품이 만들어지는 영역입니다. 프린트 베드의 크기는 200 x 200 mm에서 1 m x 1 m까지 다양합니다. 인쇄 베드는 종종 y축을 따라 앞뒤로 이동합니다. 프린트 베드에는 프린트와 베드의 접착력을 향상시키고 프린트 후 부품 제거를 용이하게 하는 제거 가능한 패널이 있을 수 있습니다.
접착력을 향상시키기 위해 탈착식 패널을 추가하는 것 외에 인쇄용 침대에 사용할 수 있는 몇 가지 업그레이드가 있습니다. 프린트 베드의 크기는 프린터 프레임에 따라 다릅니다.
3D 프린터 빌드 플레이트 그림
피더 시스템은 필라멘트 재료가 압출기로 들어가고 가열된 노즐에서 나오는 튜브 네트워크입니다. 올바른 피더 시스템을 사용하면 이중 압출기 없이도 다색 인쇄가 가능합니다. 피더 시스템은 특수 프로세스이며 기존 프린터에 추가할 수 있습니다.
피더 시스템의 그림.
3D 프린팅 부품은 3D 프린터의 기능에 필요한 모든 구성 요소를 말합니다. 여기에는 압출기, 마더보드, PSU, 사용자 인터페이스 등이 포함됩니다.
3D 프린터 부품의 대부분은 중국에서 제조됩니다.
3D 프린팅 부품의 가장 중요한 측면은 기계 사양을 요구 사항과 일치시키는 것입니다. 구매를 고려 중인 프린터의 사양을 조사하여 필요한 인쇄 작업을 수행할 수 있는지 확인하세요.
자세한 내용은 3D 프린터 가이드를 참조하세요.
"3D 프린터는 모션 제어, 온도 조절 및 재료 증착이 지속적으로 조정되는 통합 전기 기계 시스템으로 기능합니다. 컨트롤러 보드는 인쇄 작업 명령을 실행하여 스테퍼 드라이버에 대한 전류 분배를 관리하고 모든 축에서 위치 피드백을 동기화합니다. 프레임 및 모션 어셈블리의 기계적 공차는 치수 정확도 및 표면 마감에 직접적인 영향을 미칩니다. 핫 엔드 및 빌드 플랫폼의 열 안정성은 레이어 접착 및 전체 구조적 무결성을 제어합니다. 적층 제조의 정밀도는 궁극적으로 소프트웨어 매개변수가 이러한 하위 시스템의 보정 및 상호 관계에 따라 달라집니다. 측정 가능한 물리적 결과로 직접적으로 해석됩니다."
일부 3D 프린터 부품에는 일련번호가 인쇄되어 있습니다. 이는 특히 압출기나 마더보드와 같은 전자 부품의 경우에 해당됩니다. 프린터 제조업체는 일반적으로 웹사이트에 예비 부품 및 구매 위치를 나열합니다.
3D 프린터 부품을 조립하는 가장 쉬운 방법은 온라인 지침, 특히 프린터 OEM이 제공하는 지침을 따르는 것입니다. OEM 사용 설명서에는 조립 과정에 도움이 될 수 있는 모든 3D 프린터 부품의 분해도가 표시되는 경우가 많습니다.
기본 3D 프린터에는 몇 가지 기본적인 기술이 필요하며 처음부터 조립하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 대부분의 제조업체는 프린터를 안전하게 구성하는 방법에 대한 철저한 비디오 지침을 제공합니다. 전기 부품 및 시스템을 다룰 때는 특별한 주의가 필요합니다.
3D 프린터 부품은 Amazon, AliExpress 또는 Banggood와 같은 거의 모든 주요 온라인 소매점에서 구입할 수 있습니다. 지역 3D 프린팅 상점에는 약간의 가격 인상으로 구입할 수 있는 부품 재고가 있을 수 있습니다. "내 근처 3D 프린터 부품"이라는 키워드로 간단한 Google 검색을 하면 프린터 부품 구입처를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.
3D 프린터 부품 비용은 구입하는 부품에 따라 다릅니다. 가장 비싼 부품은 마더보드와 관련 구성 요소인 경우가 많습니다. 일반적인 마더보드의 가격은 44달러에서 75달러 사이입니다. 3D 프린터 전체의 가격은 280달러에 불과하다는 점을 기억하세요.
3D 프린터 업그레이드는 온라인에서 수많은 액세서리를 구매할 수 있는 활기찬 취미입니다. 3D 프린터 부품을 업그레이드하는 방법에 대한 온라인 가이드도 많이 있습니다.
이 기사에서는 3D 프린팅 기계 부품의 10가지 범주를 검토하고 그 목적을 설명했습니다. 3D 프린팅에 대한 자세한 내용과 Xometry가 3D 프린터 부품을 어떻게 지원할 수 있는지 알아보려면 Xometry 담당자에게 문의하세요.
Xometry는 모든 프로토타입 제작 및 생산 요구 사항에 맞는 3D 프린팅 및 부가 가치 서비스를 포함하여 광범위한 제조 기능을 제공합니다. 자세한 내용을 알아보거나 무료 견적을 요청하려면 당사 웹사이트를 방문하세요.
이 웹페이지에 나타나는 콘텐츠는 정보 제공의 목적으로만 제공됩니다. Xometry는 정보의 정확성, 완전성 또는 유효성에 대해 명시적이든 묵시적이든 어떠한 종류의 표현이나 보증도 하지 않습니다. Xometry의 네트워크를 통해 제3자 공급업체 또는 제조업체가 제공할 제품을 나타내기 위해 모든 성능 매개변수, 기하학적 공차, 특정 설계 기능, 품질 및 재료 유형 또는 프로세스를 추론해서는 안 됩니다. 부품 견적을 원하는 구매자는 해당 부품에 대한 특정 요구 사항을 정의할 책임이 있습니다. 자세한 내용은 이용약관을 참조하세요.
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.
Dean McClements의 기사 더 읽기
3D 프린팅
기계 데이터를 사용하여 공장 현장 최적화 추진 자동화된 제조 장비(원하는 경우 CNC 기계)와 이 장비를 작동하는 사람들은 모든 제조 작업의 핵심이며 제조업체의 가장 큰 자본 비용 중 하나입니다. 이 기계는 수십만 달러의 가치가 있으며 다른 어떤 산업보다 더 많은 데이터를 생성하지만 로봇 및 자동화의 모든 혁신에도 불구하고 효율성을 개선하기 위해 이 데이터를 캡처하거나 분석하지 않고 있습니다. 이러한 머신은 밀리초마다 수백 개의 데이터 포인트를 생성하며 데이터 구조는 머신마다 다릅니다. 따라서 서로 다른 모든 시스템에서 데이터를
프로토타이핑은 모든 디자인 주기의 명백한 프로세스이자 첫 번째 단계입니다. 부품이 특정 방식으로 느껴지거나, 조립품에 꼭 맞거나, 극한 조건에서 견디는지 확인하십시오. 제조 기술과 관련하여 3D 프린팅 프로토타입은 여전히 왕입니다. 3D 프린팅은 빠른 프로토타입을 만드는 유일한 목적으로 시작되었습니다. 발명 이후 수십 년 동안 이 기술은 치과용 얼라이너 제작에서 제트 엔진 부품 생산에 이르기까지 모든 분야에 적용되었습니다. 그러나 오늘날에도 기술 응용 프로그램에 관해서는 3D 프린팅 프로토타입보다 더 인기 있는 것은 없습니다.