FDM과 PolyJet 3D 프린팅 비교:주요 차이점 및 비교 통찰력

FDM(Fused Deposition Modeling)은 폴리머 필라멘트를 사용하여 3D 파일 조각을 '그리는' 3D 프린팅 기술입니다. 필라멘트를 부분적으로 녹여 필라멘트를 서로 결합시킵니다. PolyJet 역시 3D 프린팅 기술이지만 수정된 아크릴 수지로 각 조각의 '그림'을 잉크젯으로 인쇄하는 방식으로 작동합니다. 그런 다음 이 그림은 프린트 헤드에 부착된 UV 광선을 사용하여 완전히 경화됩니다. 

FDM과 PolyJet의 큰 차이점 중 하나는 사용되는 재료입니다. FDM은 일반 플라스틱의 필라멘트를 사용하는 반면 PolyJet은 다양한 레진을 사용하여 이러한 재료를 시뮬레이션합니다. 이로 인해 둘 사이에 상당한 가격 차이가 발생합니다. FDM은 또한 필라멘트 직경에 따라 해상도가 제한됩니다. 그러나 PolyJet은 잉크젯 해상도에 의해서만 제한되므로 최소 피처 크기가 FDM보다 5~20배 더 작습니다. 이 기사에서는 FDM과 PolyJet의 유사점과 차이점을 자세히 논의하고 두 가지 모두에 대한 대안을 제시합니다.

FDM 정의 및 PolyJet과 비교

FDM 기술은 1988년 Scott Crump에 의해 처음 만들어졌습니다. 이 과정은 프린트 헤드의 플라스틱 필라멘트를 녹이는 방식으로 진행됩니다. 온도는 융합하기에 충분한 에너지는 있지만 흐르기에는 충분하지 않은 젤 상태의 플라스틱을 전달하도록 제어됩니다. 프린팅 헤드는 X-Y 평면에서 이동하여 이 젤을 연속 가닥으로 압출합니다. 가닥은 서로 융합되지만 최고의 프린터라 할지라도 다공성을 방지하거나 재료를 균질하게 만들 수는 없습니다.

FDM은 모델의 연속적인 2D 슬라이스를 인쇄하여 파일의 견고한 3D 표현을 만듭니다. 노즐은 수평으로 이동하여 아래 층에 스트랜드를 깔끔하게 고정합니다. FDM은 PolyJet에 비해 재료 비용과 기계 비용이라는 두 가지 주요 이점을 제공합니다. FDM 소재의 가격은 일반적으로 PolyJet 수지에 비해 킬로그램당 1/10 정도입니다. 기계 가격도 3~5배 저렴합니다.

자세한 내용은 FDM 인쇄 프로세스에 대한 기사를 참조하세요.

속성 FDM 폴리젯

속성

재료비

FDM

$10/kg ~ $50/kg

폴리젯

$200/kg ~ $500/kg

속성

최대 인쇄 해상도

FDM

50~500미크론

폴리젯

16~45미크론

속성

자본 비용

FDM

$50 ~ $250,000

폴리젯

$19,000 ~ $700,000

속성

쉽게 유지 관리할 수 있습니다

FDM

예

폴리젯

아니요

속성

세세한 부분까지 인쇄 가능

FDM

아니요

폴리젯

예

속성

재료 낭비 감소

FDM

예

폴리젯

아니요

테이블. FDM과 PolyJet 비교

FDM과 PolyJet:기술 비교

FDM은 3D 파일의 일반적인 모양을 전달하는 간단한 프로세스입니다. 반면에 PolyJet은 미세한 디테일을 포함하여 치수적으로 정확한 3D 표현을 제공하는 더욱 복잡한 기술입니다. FDM 기술은 단일 지점 인쇄 드라이브의 추가 개선으로 인해 인쇄 시간이 비실용적 수준으로 높아짐에 따라 해상도의 상한선에 가까워지고 있습니다. PolyJet은 해상도 한계에 도달하지 않았으며 계속 개발 중입니다.

FDM과 PolyJet:재료 비교

FDM은 일반적인 폴리머를 사용하여 인쇄합니다. 다른 재료로 전환하려면 프린터 설정을 빠르게 변경하면 되며 원자재 공급업체는 이에 대해 특별한 작업을 수행할 필요가 없습니다. 일반적으로 FDM 재료의 가격은 킬로그램당 $10~$50입니다. 반면에 PolyJet 소재는 복잡하고 특수한 수지입니다. 이러한 재료는 강도, 유연성, 투명성 및 기타 다양한 특성을 최적화할 수 있습니다. PolyJet 재료의 가격은 일반적으로 킬로그램당 200~500달러입니다.

FDM과 PolyJet:제품 애플리케이션 비교

FDM은 견고하고 단순한 구성 요소에 적합한 저렴한 옵션입니다. 해당 모델은 정밀한 기계 평가에 사용할 수 없지만 인쇄물은 더 두껍고 단순한 부품의 프로토타입 표현으로 유용할 수 있습니다. PolyJet은 가격이 더 높으며 사전 툴링 설계 검사, 그립/오버몰드 검증, 굴곡 테스트, 조립 기능과 같은 엔지니어링 및 미용 용도에 적합합니다. 손으로 마감하고 도색한 경우 PolyJet 부품은 시험 및 판매 샘플 제작 시 외관 및 기능성 부품을 대체할 수 있습니다.

FDM과 PolyJet:인쇄량 비교

FDM의 빌드 볼륨 범위는 인상적입니다. 가장 큰 FDM 기계(Terabot)는 최대 1입방미터까지 인쇄할 수 있습니다. 가장 큰 PolyJet 기계는 1000 x 800mm 테이블과 500mm의 제작 높이를 갖추고 있습니다.

FDM과 PolyJet:표면 마감 비교

FDM 부품은 Z 방향의 눈에 띄는 레이어 단계를 표시하며 각 단계의 높이는 일반적으로 0.2~0.5mm입니다. 이로 인해 표면이 거칠어지고 곡면에서 더욱 뚜렷해집니다. PolyJet 부품에도 눈에 띄는 Z 단계가 표시되지만 높이는 16~45미크론으로 FDM 단계 크기의 1/10 미만입니다. 샌딩이나 광택 같은 손으로 마무리하는 작업을 통해 매우 매끄러운 표면 마감을 얻을 수 있습니다(렌즈 수준 투명도까지).

FDM과 PolyJet:비용 비교

FDM의 장비와 인쇄 재료는 모두 PolyJet보다 훨씬 저렴합니다. 후자의 공정에서도 수지의 20~40%가 낭비됩니다. FDM 부품은 많은 경쟁 공급업체에서 생산되므로 가격이 지속적으로 낮습니다. 반면 PolyJet 부품은 가격이 더 높기 때문에 최고 품질이나 정밀한 세부 사항이 필요한 경우에만 합리적인 선택이 됩니다.

FDM과 PolyJet의 유사점은 무엇입니까?

1. FDM과 PolyJet은 직교 프린터 전송 메커니즘을 사용하는 Z축 레이어링의 동일한 원리를 공유합니다.
2. 두 가지 모두 제조된 부품의 속성을 나타내는 것을 목표로 하는 다양한 재료 속성을 제공합니다. 두꺼운 FDM 부품은 X-Y 축에서는 강하지만 불완전한 레이어 내 융합으로 인해 Z 방향에서는 약합니다. PolyJet 부품은 재료 적용 특성으로 인해 모든 축에서 동일하게 강합니다.
3. 두 시스템 모두 사무실 친화적입니다. 기계에는 안정적인 온도 환경과 좋은 환기가 필요합니다.

PolyJet 외에 FDM의 다른 비교 제품은 무엇입니까?

다음 3D 프린팅 기술도 FDM과 유사합니다.

1. FDM 대 FFF: FFF(융합 필라멘트 제조)는 압출되고 가열된 필라멘트를 사용하여 모델 슬라이스를 만들고 부분 용융을 통해 필라멘트를 전체로 결합한다는 점에서 FDM과 유사한 유사체입니다. 가열된 인쇄 챔버가 없다는 것이 주요 차이점이며 FFF 모델은 잔류 응력과 뒤틀림이 발생하기 쉽습니다. 자세한 내용은 FDM과 FFF에 대한 전체 가이드를 참조하세요.
2. FDM과 SLS 비교: SLS(선택적 레이저 소결)는 FDM에서 사용하는 것과 동일한 일반적인 폴리머(예:나일론)를 사용합니다. 하지만 SLS 소재는 분말 형태로 공급됩니다. 부품을 제작하기 위해 레이저가 분말을 선택적으로 녹이고 융합합니다. 자세한 내용은 SLS와 FDM에 대한 전체 가이드를 참조하세요.
3. FDM과 LOM 비교: LOM(적층 물체 제조) 모델은 FDM과 해상도가 비슷하지만 다공성이 낮고 레이어 내 결합이 뛰어나 더 강력할 수 있습니다.

FDM 외에 PolyJet의 다른 비교 제품은 무엇입니까?

다음 3D 프린팅 기술은 PolyJet과 유사합니다.

• PolyJet 대 Multijet: MJP(멀티젯 인쇄)는 PolyJet과 동일한 잉크젯 기술을 사용합니다. 후속 레이어에 재료를 증착하는 프린트 헤드를 사용합니다. 둘 사이의 주요 차이점은 후처리 단계에서 발생합니다. PolyJet 부품의 서포트 제거 프로세스는 여러 단계로 구성됩니다. 여기에는 워터젯 시스템을 사용하고 부품을 화학 용액에 담그는 작업이 포함됩니다. 반면에 멀티제팅은 파라핀 왁스를 녹이기 위해 부품을 오븐에 보관하기만 하면 됩니다. 자세히 알아보려면 Polyjet과 Multijet에 대한 전체 가이드를 참조하세요.

요약

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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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