3D 프린팅
산업 제조
3D 프린팅은 산업 전반에 걸쳐 부품 생산에 중요한 역할을 합니다. 이 기술은 정밀도, 일관성 및 기능성을 제공하므로 다양한 응용 분야의 주류 도구가 됩니다. 이 기사에서는 3D 프린팅 프로세스 설계에 대한 자세한 정보를 제공하는 것을 목표로 합니다. 고품질 결과를 달성하는 데 도움이 되는 작업흐름과 3D 프린팅 설계 고려 사항에 대해 논의합니다.
3D 프린팅 프로세스를 시작하기 전에 디자인이 완벽해야 합니다. 좋은 3D 프린트 디자인은 흔히 발생하는 실수를 방지하고 훌륭한 결과를 보장합니다. 여기서는 적층 제조 결과를 향상시킬 수 있는 몇 가지 중요한 세부 사항에 대해 논의하겠습니다. 이러한 세부 정보는 3D 프린트 부품/제품을 디자인하고 전반적인 프로세스를 개선하는 데 도움이 됩니다.
정확한 벽 두께는 고품질의 인쇄 가능한 3D 모델을 만드는 데 도움이 됩니다. 이해를 돕기 위한 몇 가지 중요한 사항은 다음과 같습니다.
최소 벽 두께
3D 프린팅 디자인에서는 벽이 특정 한계보다 얇을 수 없습니다. 그렇지 않으면 벽이 너무 약해 인쇄가 불가능해집니다. 따라서 고려하고 있는 벽 두께가 레진의 경우 0.6~1.0mm, FDM의 경우 0.8~1.2mm 이내인지 확인해야 합니다. 이 범위는 3D 프린터의 성능에 따라 달라집니다. 일부 프린터는 매우 얇은 벽을 처리할 때 파손될 수 있습니다. 이것이 바로 선명한 기하학적 구조를 위해 장식 요소, 텍스트, 홈, 핀과 같은 세부 사항이 기계의 형상 크기와 일치하는지 확인해야 하는 이유입니다. 이 요소는 인쇄용 3D 모델을 디자인하는 방법을 배울 때 중요합니다.
내하중 부품 보강
더 두꺼운 벽이 필요한 기능적 구성 요소의 경우 응력을 처리할 영역을 강화하는 것이 중요합니다. 균일한 하중 분산을 위해 필렛이나 리브를 추가해야 할 수도 있습니다. 또한 장기간의 응력, 굽힘 및 균열을 방지하는 데 도움이 됩니다.
중공 모델의 벽 두께
중공 구조를 설계할 때 벽이 극심한 힘, 후처리 및 내부 압력을 견딜 수 있을 만큼 두꺼운지 확인하십시오. 벽이 너무 얇으면 디자인이 변형되기 쉽습니다. 또한 너무 두꺼우면 필라멘트가 낭비되고 레진이 갇힐 위험이 더 높습니다. 안정적이고 완벽한 인쇄를 위해 최적의 벽 두께를 사용하십시오.
돌출부는 지지대 없이 외부로 확장되는 3D 설계의 일부입니다. 많은 3D 프린터는 가벼운 돌출부를 처리할 수 있습니다. 그러나 각도가 가파르면 필라멘트가 처지기 시작합니다. 대부분의 경우 지지대 없이 수직 인쇄 평면에서 약 45° 돌출된 부분을 인쇄할 수 있습니다.
각도가 45°를 초과하는 경우 정확도 향상을 위해 지지 구조를 추가해야 합니다. 수평 투영 및 브리지와 같은 일부 기능에는 특히 거리가 긴 경우 지지대가 필요합니다. 지지대는 인쇄를 안정적으로 만들고 치수 정확도를 유지할 수 있습니다. 그러나 사용되는 재료의 양과 인쇄 시간이 늘어날 수 있습니다.
완만한 경사로 설계하고 지지되지 않는 경간을 방지하여 지지의 필요성을 최소화하는 것이 가장 좋습니다. 이는 또한 인쇄 품질을 향상시킬 수 있습니다.
적절하게 정렬되어야 하는 3D 프린팅 부품의 경우 설계 중에 간격 허용을 보장해야 합니다. 이는 각 인쇄 단계에서 서로 다른 수축 특성과 서로 다른 정확도를 유지하기 때문입니다. 예를 들어, FDM 부품은 약간의 뒤틀림과 레이어 라인으로 인해 여유 공간이 가장 커야 합니다. 일반적으로 작은 압입에는 0.2~0.3mm를 사용하고 슬라이딩 또는 인터로킹 부품에는 0.4~0.6mm의 간격을 사용하는 것이 일반적입니다.
SLA 인쇄의 경우 더 매끄러운 표면과 더 높은 정밀도를 보장하므로 더 엄격한 공차를 사용할 수 있습니다. 달라붙지 않고 더 잘 맞도록 0.1~0.2mm 범위 내의 간격을 고려할 수 있습니다. SLS/MJF 인쇄에는 내구성 있는 부품을 위한 분말 기반 공정이 필요합니다. 0.25~0.4mm 이내의 여유분을 사용하면 매끄러운 표면 마감을 보장할 수 있습니다.
공차를 잘 계획하면 원활한 조립을 달성하고 각각의 특정 재료 특성을 보완하는 데 도움이 됩니다.
부품의 기계적 강도와 내구성은 인쇄 방향에 따라 달라집니다. 부품은 이후 라인을 따라 훨씬 더 강해지고 레이어 기반 제조에서는 부품 사이가 더 약해집니다. 힘이 레이어에 평행하게 작용하도록 중요한 하중 지지 기능을 고려하는 것이 좋습니다. 이는 특히 FDM 인쇄의 강도와 성능을 높이는 데 도움이 됩니다.
SLA 부품에서 방향은 박리력을 최소화하는 데 도움이 되는 반면 MJF 부품은 사소한 방향 차이를 드러낼 수 있습니다. 또 다른 사실은 방향이 후처리량과 표면 마감 품질에 영향을 미친다는 것입니다. 수직으로 인쇄하는 표면의 경우 마무리가 더 부드러워야 합니다. 반면 수평 표면에는 거친 디테일이나 레이어 스테핑이 있을 수 있습니다. 눈에 보이는 선을 줄이거나 사포질할 필요성을 줄이기 위해 곡면이나 여러 특징이 있는 부품의 방향을 조정해야 할 수도 있습니다.
그러나 지원을 늘려야 하므로 정리 시간이 더 필요할 수 있습니다. 전반적으로 디자인이 인쇄 방향을 최적화하기 위해 지지력, 제거, 강도 및 외관을 제공하는지 확인하세요.
3D 프린팅 재료는 다양한 유형으로 제공되며 각각 고유한 특성을 제공합니다. 그러나 이러한 각 재료에는 성능과 디자인 선택에 영향을 미칠 수 있는 단점이 있습니다. 예를 들어 PETG, PLA, TPU 등과 같은 다양한 FDM 재료를 사용할 수 있고 접근할 수 있습니다. 이러한 소재는 쉽게 인쇄하고 열에 저항하며 내구성을 유지하는 능력이 다릅니다.
PLA는 인쇄가 가능하지만 적당한 온도에서도 너무 부드러워집니다. PETG는 내구성이 뛰어나고 화학물질에 저항할 수 있습니다. ABS는 견고한 소재이지만 쉽게 휘어질 수 있습니다. TPU는 매우 유연하므로 느린 인쇄 속도가 필요한 반면 SLA 수지는 디테일이 더 부드럽습니다. 부서지기 쉬우므로 신중한 사후 경화 과정이 필요합니다.
엔지니어링 수지는 내충격성은 없지만 강도를 높여줍니다. SLS/MJF 소재는 우수한 강도, 성능 및 내구성을 제공합니다. 그러나 표면이 거칠고 색상 옵션이 제한될 수 있습니다. 각 재료의 특성을 이해하면 쉽게 실패를 방지하고 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다. 여기에는 마감 옵션, 유연성 및 열 동작이 포함됩니다.
좋은 설계 전략과 효과적인 프로세스 계획은 생산성을 높이고 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 더 높은 레이어 높이를 사용하고, 채우기 밀도를 줄이고, 부품 방향을 최적화하여 인쇄 시간을 줄일 수 있습니다. 또한 불필요한 두께를 줄이고 형상을 단순하게 만들어 인쇄 주기를 줄일 수 있습니다.
재료 낭비는 고려해야 할 또 다른 비용 요소입니다. 자체 지지 기능을 사용하고, 각도를 조정하고, 돌출부를 다시 설계하면 이를 줄일 수 있습니다. 재료를 관리하는 다른 방법으로는 격자 채우기를 통합하고 고강도가 필요하지 않은 단단한 부분을 피하는 것이 있습니다.
또한 무게를 줄여 비용과 성능 간의 균형을 유지할 수도 있습니다. 하이브리드 충전재, 골이 있는 내부 구조, 벽 두께 최소화와 같은 방법을 사용하면 기계적 성능을 보장하면서 무게를 줄일 수 있습니다.
특히 산업용 애플리케이션을 위한 부품 설계에서 토폴로지를 최적화하면 강도를 균등하게 분배하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 모든 전략은 재료 사용과 인쇄에 발생하는 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 장기적으로 이는 낮은 후처리와 빠른 생산을 보장합니다.
완벽한 3D 프린팅 부품을 만들려면 일련의 단계가 필요하며, 각 단계는 최종 결과에 영향을 미칩니다. 이번 섹션에서는 초기 컨셉과 모델링부터 최종 마무리까지 각 단계를 살펴보겠습니다.
각 단계가 프린트 품질에 어떤 영향을 미치는지 설명하고 원활한 3D 프린팅 프로세스를 보장하는 데 필수적인 팁을 제공합니다. 이 워크플로우는 3D 프린팅을 위한 디자인 방법을 이해하는 데 도움이 됩니다. 따라서 합리적인 가격으로 정확하고 강하며 내구성이 뛰어난 부품을 생산할 수 있습니다.
이것이 3D 프린터 설계의 기본 기초입니다. 프로젝트 컨셉은 의도된 부분의 목적, 즉 기계적, 기능적, 장식적인 부분을 명확하게 명시합니다. 이는 부품에 필요한 강도와 미적 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
그런 다음 벽 두께와 다른 부품에 맞춰야 하는 부품을 포함한 치수를 결정합니다. 또한 3D 프린터의 제작 볼륨과 비교하여 디자인을 확인해야 합니다. 이는 모델을 한 부분으로 인쇄할 수 있는지 아니면 여러 섹션으로 인쇄할 수 있는지 결정하는 데 도움이 됩니다.
다양한 3D 프린트 디자인을 시각적으로 보여주기 위해 대략적인 스케치를 만드는 것부터 항상 이 단계를 시작하십시오. 완벽한 것을 만들 필요는 없습니다. 프로젝트 컨셉은 아이디어를 빠르게 포착하는 데 도움이 됩니다.
또한 어셈블리 및 장착 지점에 대한 엄격한 공차와 같은 중요한 치수를 식별하십시오. 미세한 특징은 레진 시스템(SLA)으로 인쇄할 수 있습니다. 따라서 필요한 세부정보 수준을 확인하세요. 예를 들어, 소비자 제품의 3D 프린팅에는 수술 가이드와 같은 수준의 정밀도가 필요하지 않습니다.
이는 3D 프린팅용 모델을 디자인하는 방법을 배울 때 중요한 단계입니다.
이러한 요소를 조기에 식별하면 원하는 프린팅 프로세스의 기능과 호환되는 기능적인 3D 프린트 디자인을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.
3D 프린팅 설계에 다양한 소프트웨어 애플리케이션을 사용할 수 있으므로 프로젝트에 적합한 애플리케이션을 선택해야 합니다. 일부 소프트웨어는 3D 프린터용 디자인 방법을 알려주는 데 도움이 됩니다.
선택할 수 있는 최고의 3D 프린팅용 무료 3D 디자인 소프트웨어는 다음과 같습니다.
깔끔한 디자인과 적절한 파일 준비는 완벽한 3D 프린트를 만드는 데 도움이 됩니다. 원활한 인쇄를 위해서는 세심한 검토를 수행하는 것도 중요합니다.
모델을 완성한 후 다음 단계는 내보내기 형식 및 슬라이스 준비입니다. 슬라이서 및 프린터는 항상 OBJ용 STL과 잘 작동합니다. 여러 구성 요소로 색상을 지정해야 할 때.
3D 프린팅을 위한 CAD 디자인은 3MF 색상, 메타데이터 및 단위를 보존하는 데 도움이 됩니다. 파일을 슬라이서로 가져와 레이어 높이, 배율, 인쇄 방향 및 채우기 지원과 같은 세부정보를 설정하세요. . 항상 재료 또는 필라멘트 설정이 프린터 성능과 일치하는지 확인하십시오.
또한 유량, 냉각 및 온도 원하는 레진이나 필라멘트와 일치해야 합니다. 슬라이스를 시작하기 전에 메시에 구멍이나 비다양체 가장자리가 있는지 확인하여 인쇄 실패를 방지하세요. 일부 슬라이서에는 이 작업을 수행하는 데 도움이 되는 복구 도구가 내장되어 있습니다. 마지막으로 인쇄 레이어를 레이어별로 확인하세요. 지원되지 않는 영역을 감지하고 공백을 메운 후 작업을 시작합니다.
부품에 스레드 3D 프린팅이 필요한 경우 지지대가 스레드 내부로 들어가지 않는지 확인하십시오. 따라서 서포트를 프린팅 베드에서 제거하는 동안 어떠한 결함도 발생하지 않습니다.
Cura와 같은 슬라이서를 선택할 수 있습니다. 당신이 초보자이고 배우고 싶다면. 프루사슬라이서 세부적인 사용자 정의 및 정확성을 보장하는 데 도움이 되는 또 다른 대안입니다.
재료 선택, 방향 허용 오차 등을 고려하여 디자인이 준비되면 3D 프린팅 프로세스를 진행해야 합니다. 이 섹션에서는 이 프로세스와 관련된 단계에 대해 설명합니다.
여기에서는 프린터를 준비하는 방법, 결과를 문서화하는 방법, 모든 3D 프린팅 요구 사항에 대해 RapidDirect와 같은 전문 서비스에 문의하는 방법에 대해서도 설명합니다.
프린터는 3D 프린팅 프로세스를 위한 준비가 되어 있어야 합니다. 먼저, 적절한 접착을 위해 인쇄베드의 먼지와 이물질을 제거해야 합니다. 그런 다음 첫 번째 레이어 인쇄가 균일하게 되도록 베드의 수평을 정확하게 맞춰야 합니다.
노즐에 마모 또는 막힌 흔적이 있는지 확인하십시오. 아무것도 없으면 재료를 로드하고 수지 시스템이나 압출기가 작업 중인 재료에 맞게 잘 보정되어 있는지 확인하십시오. 3D 프린터 디자인을 준비하면 레이어 불일치 및 뒤틀림과 같은 일반적인 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.
프린팅 과정이 완료되면 부품을 가공해야 합니다. 후처리는 래프트와 지지대를 제거하는 것으로 시작됩니다. 특히 FDM 인쇄의 경우 매끄러운 표면을 위해 샌딩이 필요할 수 있습니다. SLA 부품의 경우 세척 및 사후 경화가 필요합니다. 코팅이나 페인팅과 같은 추가 마감 처리를 통해 부품의 외관과 기능을 향상시킬 수 있습니다.
다중 부품 어셈블리로 작업할 때 구성요소를 접착하거나 맞춰야 할 수도 있습니다. 후처리를 제대로 수행하면 부품의 미적 특성과 기능적 특성을 개선하는 데 도움이 됩니다.
인쇄가 끝난 후 체계적인 검토가 필요합니다. 여기서는 낮은 치수 정확도 및 레이어 이동과 같은 문제를 문서화하게 됩니다. 3D 프린터의 디자인을 주의 깊게 검토하고 필요한 변경을 했는지 확인하세요.
인쇄 속도, 레이어 높이 또는 지지 구조와 같은 슬라이싱 또는 모델 매개변수를 조정하여 후속 인쇄의 균형을 맞춥니다. 문제 해결과 전반적인 효율성을 높이려면 자세한 기록을 유지해야 합니다.
고품질 3D 프린트가 필요한 엔지니어 또는 디자이너라면 RapidDirect에 문의하여 전문적이고 저렴한 서비스를 즐겨보세요. 이 회사는 기능성 부품과 프로토타이핑 모두에 대해 빠른 생산과 즉각적인 온라인 견적을 제공합니다.
또한 3D 프린팅 과정에서 업계 표준을 엄격하게 준수합니다. RapidDirect에서는 설계 단계부터 최종 생산까지 생산 과정을 완벽하게 제어할 수 있습니다. 개발 주기를 간소화하여 빠른 생산을 보장합니다. 이 회사는 3D 프린팅하려는 모든 유형의 재료에 대해 일관되고 정확한 결과를 제공합니다. 이 회사는 또한 3D 프린트 디자인을 위한 최고의 소프트웨어를 사용합니다.
3D 프린팅 프로세스에서는 좋은 결과를 얻으려면 최적화된 방향, 세심한 디자인, 세심한 프린터 준비가 필요합니다. 설계 단계부터 후처리 및 검토 단계까지 각 단계에는 여러 가지 고려 사항이 필요합니다. 프로젝트에 고품질 3D 프린트가 필요한 전문가와 초보자를 위해 RapidDirect가 도와드립니다. SLS, SLA, HP MJF, SLM 프린터를 통해 완벽한 작업 흐름 제어와 고해상도 3D 프린팅을 제공합니다.
3D 프린터용 3D 디자인을 어떻게 만드나요?
3D 프린팅용 디자인을 만들려면 부품 기능, 프린터 기능, 재료 특성과 같은 요소를 고려해야 합니다. 또한 레이어 방향을 계획하고 공차를 정의하고 지원 요구 사항을 결정해야 합니다. 최적의 벽 두께를 사용하고 필요한 경우 과도한 돌출을 방지하십시오. 3MF 또는 STL과 같은 호환 형식을 사용하여 내보내고 적절한 설정을 사용하여 슬라이스하세요.
초보자를 위한 최고의 무료 3D 디자인 소프트웨어는 무엇인가요?
초보자라면 Tinkercad 작업을 고려해야 할 수도 있습니다. 이 3D 프린팅용 3D 디자인 소프트웨어는 간단한 모양을 만드는 데 도움이 되는 드래그 앤 드롭 모델링을 갖춘 사용자 친화적인 인터페이스를 제공합니다. 다각형 모델링을 위해 Wings 3D를 사용해 볼 수도 있습니다. 이 앱은 더 많은 제어 기능을 제공하고 빠른 학습을 가능하게 하여 기본 3D 디자인 원칙을 이해하는 데 도움이 됩니다.
인쇄용 3D 모델을 어떻게 디자인하나요?
가장 먼저 해야 할 일은 부품의 목적, 공차 및 치수를 정의하는 것입니다. 기능의 시각적 표현 및 정의를 위한 아이디어를 스케치합니다. 모델에 비다양체 형상이 있는지 확인하고 적합한 재료를 사용하십시오. 인쇄물을 3MF/STL 형식으로 내보내고 슬라이서에서 파일을 준비합니다. 인쇄를 시작하기 전에 레이어 미리보기, 지지대, 채우기를 확인하세요. 이러한 팁은 인쇄용 3D 모델을 디자인하는 방법을 아는 데 도움이 됩니다.
3D 모델의 돌출을 어떻게 방지하나요?
각도를 45° 미만으로 유지하고 자체 지지형 형상을 사용하면 돌출을 방지할 수 있습니다. 복잡한 부분을 나누어 지원되지 않는 범위를 줄입니다. 올바른 부품 방향은 좋은 구조를 유지하는 데 중요합니다. 인쇄 중 정확성과 안정성을 향상시키기 위해 슬라이서에 지지 구조를 추가할 수 있습니다.
FDM과 SLA 3D 프린팅의 디자인 고려 사항에는 어떤 차이가 있나요?
FDM 인쇄의 경우 뒤틀림 및 접착 문제를 방지하려면 더 많은 방향, 더 두꺼운 벽, 더 큰 여유 공간이 필요합니다. SLA는 더 엄격한 공차, 더 미세한 디테일, 더 매끄러운 표면을 제공하지만 경화에 더 민감할 수 있습니다. SLA 및 FDM 인쇄의 경우 재료 특성, 후처리, 돌출부 등의 특정 요소를 고려해야 합니다. 이러한 각 요소는 인쇄물마다 다릅니다. 따라서 각 프로세스의 강점과 약점을 고려해야 합니다.
3D 프린팅
이전 게시물에서 린 프로덕션과 인더스트리 4.0이 실제로 서로를 보완하지 않는 이유를 보여주고 강력한 조합을 만들기 위한 전제 조건을 설명했습니다. 이는의 경우에만 가능합니다. 생산 시스템이 적절하게 설계되었습니다. (첫 번째 프로세스 성숙도, 그 다음에는 Industry 4.0) 그리고 IT 전문가는 제조 시스템의 복잡성을 이해하고 적절한 조언을 제공할 수 있습니다(제조 및 IT 전문 지식 결합 ). 이미 Bosch Production System(BPS) 도로에서 훨씬 앞서 있는 Bosch 공장은 시스템의 실태를 지속적으
작성자:Izzy de la Guardia, 애플리케이션 엔지니어, Fast Radius 세계적 대유행은 우리 공급망의 많은 취약점을 드러냈지만 동시에 혁신을 낳았습니다. 특히, 3D 프린팅은 전문가와 애호가 모두가 전례 없는 속도와 접근성으로 두려움을 행동으로 옮길 수 있게 해주었습니다. 우리는 오픈 소스 인공호흡기 디자인을 만들면서 이것을 직접 경험했습니다. 다음은 프로세스와 3D 프린팅, 교차 기능 팀, 회사의 개인 및 전문 네트워크를 활용하여 단 2주 만에 4개의 고유한 프로토타입을 만들고 3개의 사용자 테스트 세션을 수행