3D 프린팅
PolyJet과 MultiJet(MJP) 3D 프린팅은 모두 자외선(UV)에 반응하는 포토폴리머를 증착하고 경화시켜 부품을 만드는 적층 제조 방법입니다. 둘 다 개념 증명 및 기능성 프로토타입에 사용될 수 있으며 복잡한 부품을 만들 수 있습니다. 그 중 일부는 치과 및 의료 분야, 특히 크라운 및 교정기용 금형과 같은 부품에서 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 공통점에도 불구하고 이 두 프로세스에는 하나는 복합 재료로 프린팅할 수 있고 다른 하나는 중소 규모 생산에 더 적합하다는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다. 어느 것을 알아 보려면 계속 읽어보세요.
2000년 Objet Geometries에서 처음 개발하고 현재 상표권을 보유하고 있는 Stratasys에 인수된 PolyJet 프린팅은 잉크젯 프린터와 유사하게 작동합니다. Xometry의 Manual Quoting 팀장인 Christian Tsu-Raun은 "PolyJet은 재료를 인쇄판에 층별로 분사하는 프로세스입니다."라고 말합니다. "비교적 느리지만 매우 정확하고 작고 기능이 없는 프로토타입에 적합합니다." 이 과정에서 서로 위에 2D 레이어를 생성하도록 미리 프로그래밍된 영역에 작은 포토폴리머 방울이 방출됩니다. 그런 다음 UV 광선을 사용하여 방울을 굳히고 각 층의 모양을 설정합니다. PolyJet은 높은 수준의 세부 묘사를 유지하는 것으로 알려져 있으며 16미크론만큼 얇은 레이어로 인쇄할 수 있습니다. 그러나 Xometry는 일반적으로 25미크론의 레이어 높이로 인쇄합니다.
포토폴리머는 경화된 후에만 치수적으로 안정됩니다. 그렇기 때문에 서포트 재료가 주요 폴리머 부품과 동시에 배치되어 치수 정확도가 향상되고 포토폴리머가 경화될 때까지 고정될 일종의 프레임을 제공합니다. 이러한 지지 재료는 공정이 끝날 때 부품을 감싸는 약간 단단한 젤 같은 물질과 유사합니다. 부품이 완성되면 워터젯으로 세척하고 화학 용액에 담가 지지대를 제거한 후 건조시킵니다. 다음은 PolyJet 인쇄로 만든 Xometry 무지개 로고 이미지입니다.
PolyJet과 Multijet의 장점은 다음과 같습니다.
Multijet에 비해 PolyJet의 단점은 다음과 같습니다.
MultiJet의 창안자는 3D Systems 회사에 기인하며 이는 잉크젯 프린터처럼 작동하는 또 다른 유형의 3D 프린팅입니다. 우리가 논의한 첫 번째 방법과 마찬가지로 MJP는 UV 경화형 포토폴리머나 주조 왁스 방울을 사용하여 부품을 층별로 생성하는 인쇄 헤드를 사용합니다. 또한 16미크론만큼 작은 레이어 두께를 생성할 수 있지만 PolyJet에 비해 기계에 따라 다중 재료 혼합 기능이 제한되어 있습니다. 이 기술의 지지 구조는 파라핀 왁스로 만들어지므로 부품이 완성되면 오븐에 넣거나 따뜻한 미네랄 오일 욕조에 넣어 왁스를 녹입니다. MJP 부품 후처리는 일반적으로 PolyJet 프린팅보다 쉽지만, 왁스를 녹일 때 열이 주요 제작 재료의 특성에 영향을 미치지 않도록 주의해야 합니다.
MJP 사용의 잠재적인 단점은 PolyJet 인쇄에서 가능한 것처럼 복잡한 풀 컬러 부품을 생산할 수 없거나 고무 같은 재료, 강성 및 투명 재료와 같은 다양한 재료를 동시에 혼합하여 다양한 재료 특성을 시뮬레이션할 수 없다는 사실입니다. 또한 MJP 부품은 적절한 절차와 주의를 기울이지 않으면 후처리 중에 재료 특성이 변할 위험이 있습니다.
PolyJet과 Multijet은 모두 기존 방식으로는 제조할 수 없는 복잡하고 세부적인 부품을 프린팅할 수 있습니다. 두 프로세스는 매우 유사하지만 세 가지 주요 차이점 중 두 가지는 인쇄에 사용되는 재료와 후처리의 용이성입니다. PolyJet은 한 번의 작업으로 복합 부품을 프린팅할 수 있지만 Multijet 프린팅 부품보다 더 많은 후처리 방법이 필요합니다.
PolyJet과 Multijet 시스템은 유사한 기술과 프로세스를 사용합니다. 둘 다 UV에 민감한 포토폴리머와 UV 경화 시스템을 사용합니다. 크게 다르지는 않지만 두 가지 방법은 시스템에 있는 프린트 헤드 수에 차이가 있습니다. PolyJet은 2개 이상의 헤드를 가질 수 있는 반면, Multijet은 최대 2개를 가질 수 있습니다.
PolyJet 시스템에서는 여러 재료를 모든 구성 재료의 특성을 지닌 단일 원자재로 결합할 수 있습니다. 이러한 복합재료를 “디지털 재료”라고 합니다. 하나의 빌드에서 다양한 재료 특성을 지닌 단일 부품을 프린팅할 수 있습니다.
Multijet 시스템에 사용되는 재료는 포토폴리머입니다. 멀티젯으로 인쇄된 부품은 반드시 단일 색상이어야 하며 단일 재료로 구성됩니다. 미적 이유든 기능적 이유든 복합 재료가 필요한 경우 PolyJet이 더 나은 선택일 수 있습니다.
PolyJet과 Multijet은 모두 매우 상세하고 기능적인 프로토타입과 부품을 생산합니다. 이러한 수준의 세부 묘사 덕분에 PolyJet과 Multijet은 설계 프로세스의 모든 단계에서 이상적입니다. PolyJet 및 Multijet으로 인쇄한 부품은 치과 및 의료 산업에서 흔히 볼 수 있으며 크라운과 치아교정용 치과용 주형을 만드는 데 사용됩니다.
PolyJet과 Multijet의 인쇄량은 크게 다르지 않습니다. 사용된 시스템에 따라 PolyJet은 최대 260 x 200 x 200mm의 부피를 가질 수 있고 Multijet 시스템은 최대 294 x 211 x 144mm의 부피를 가질 수 있습니다. 더 큰 부품이 필요한 경우 부품을 조각으로 프린트한 다음 나중에 조립할 수 있습니다.
PolyJet과 Multijet으로 인쇄된 부품의 표면 마감은 크게 다르지 않습니다. PolyJet과 Multijet의 정확한 해상도와 레이어 두께 덕분에 완성된 부품의 표면이 매끄러워집니다. 때로는 더 복잡한 기하학적 영역에 거친 표면이 존재할 수 있지만 적절한 후처리를 통해 쉽게 부드럽게 처리할 수 있습니다.
PolyJet 및 Multijet 시스템은 다른 형태의 3D 프린팅에 비해 비용이 많이 들 수 있습니다. PolyJet 프린터는 최저 $6,000부터 시작하고 고급 시스템의 경우 $75,000까지 올라갑니다. 멀티젯 프린터의 가격은 비슷하며 평균 약 43,000달러입니다.
PolyJet과 Multijet의 대안은 다음과 같습니다.
PolyJet과 Multijet의 유사점은 다음과 같습니다:
Multijet 외에 PolyJet의 또 다른 대안은 다음과 같습니다.
PolyJet 외에도 멀티젯의 또 다른 잠재적인 대안은 다음과 같습니다.
이는 산업 환경을 위한 고급 기계이므로 저렴하지 않습니다. PolyJet 프린터는 $150,000에서 $500,000 사이에서 실행할 수 있으며 MJP 기계는 일반적으로 $150,000에서 $400,000 사이로 매우 유사합니다. 이것이 Xometry와 같은 서비스가 유용한 이유입니다. 설정 및 실행에 따른 사전 투자 없이 이러한 고급 시스템을 활용할 수 있기 때문입니다.
Carbon DLS™(Digital Light Synesis™)는 고해상도의 정밀한 부품을 생산하는 유사한 3D 프린팅 방법입니다. PolyJet 및 MJP와 마찬가지로 DLS는 액체 포토폴리머를 경화하여 새로운 부품을 제작하지만 생산을 위한 투사광 및 연속 액체 인터페이스를 사용하여 이를 수행합니다. 또한 DLS는 이음새가 없는 부품을 거꾸로 연속적으로 인쇄합니다.
SLA(스테레오리소그래피) 3D 프린팅은 레이저를 사용하여 액체 수지를 경화하여 고체 부품으로 만듭니다. 기능적인 프로토타입과 부품을 만드는 데 적합하며, 특정 기계와 설정에 따라 PolyJet보다 더 나은 해상도를 가질 수 있습니다. SLA 프린트는 고품질이며 주조 응용 분야의 마스터 패턴과 같은 금형 및 툴링으로 제작되는 경우가 많습니다.
MJF는 다중 제트 융합(Multi-jet Fusion)의 약어이므로 두 방법 모두 이름만 봐도 비슷해 보입니다. "MJF는 분말 재료의 연속적인 층에 융합제를 적용하는 공정입니다."라고 Tsu-Raun은 말합니다. "비교적 빠르고 열가소성 수지 부품을 생산하지만 PolyJet보다 정확도가 떨어집니다." 이 방법은 복잡한 모양과 내구성이 뛰어난 최종 사용 부품을 만드는 데에도 매우 효과적입니다. 주요 차이점 중 하나는 MJF가 폴리머 분말과 융합 시스템을 사용하여 부품을 생산하므로 나일론, TPU 및 폴리프로필렌과 같은 널리 사용되는 엔지니어링 재료에서 작동할 수 있다는 것입니다.
캣 드 나오움
Kat de Naoum은 20년 이상의 글쓰기 경험을 보유한 영국 출신의 작가, 작가, 편집자 및 콘텐츠 전문가입니다. Kat은 다양한 제조 및 기술 조직에서 글을 쓴 경험이 있으며 엔지니어링 세계를 좋아합니다. 글쓰기 외에도 Kat은 거의 10년 동안 법률 보조원으로 일했으며 그 중 7년은 선박 금융 분야에 종사했습니다. 그녀는 인쇄본과 온라인을 통해 많은 출판물에 글을 썼습니다. Kat은 킹스턴 대학교에서 영문학과 철학 학사 학위를 취득했으며 문예 창작 석사 학위를 취득했습니다.
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