내 부품이 3D 프린팅에 적합한지 판단하는 종합 가이드

3D 프린팅이 귀사 부품에 최적의 제조 공정인지 확인하는 방법

2019년은 3D 프린팅의 해입니다. 처음으로 단순한 모델 제작 기술이 아닌 제조 공정으로 인정받았습니다. 사실 2019년 이전에는 3D 프린팅을 주로 용도에 따라 '래피드 프로토타이핑(Rapid Prototyping)'이라 불렀습니다. 하지만 지금은 수백만 개의 제품이 이 획기적인 기술을 통해 생산되고 있습니다. 여러분의 제품도 이 공정으로 가공 가능한지 궁금하실 것입니다. 네, 이 제조 공정(이제 공정이라 자신 있게 부를 수 있습니다)은 가장 복잡한 부품도 처리할 수 있습니다. 하지만 여전히 결정 전 철저히 고려해야 합니다. 이 기사에서는 3D 프린팅을 부품 제조 공정으로 선택하기 전에 알아야 할 기본 개념들을 나열하겠습니다. 계속 읽어보세요.

3D 프린팅이란 무엇인가요?

3D 프린팅은 실제 적층 제조(Additive Manufacturing)의 동의어입니다. 컴퓨터 프로그램 제어 하에 다양한 소재를 층층이 '적층'하여 3차원 부품/모델을 제작하는 제조 공정으로, CNC 가공과 매우 유사합니다.

3D 프린팅은 어떻게 작동하나요?

3D 프린팅 발명가는 지하 암석이 고유한 형상을 형성하는 방식에서 영감을 받았다고 하며, 3D 프린팅은 무에서 바위를 만들어내는 것처럼 보입니다. 하지만 공정을 관찰하면 노즐이 소재를 층층이 분사하여 점차 형상을 만듭니다. 이것이 기계적 수준에서 3D 프린터가 작동하는 방식입니다. 이러한 기계적 작동을 달성하기 위해 컴퓨터 프로그램은 3차원 설계를 수많은 2차원 층으로 분해합니다. 그런 다음 수치 제어 노즐에 지시를 내려 나중에 그 층들을 하나씩 '프린트'합니다.

위는 3D 프린팅의 일반적인 개념이지만, 실제로는 소재나 기타 요구사항에 따라 공정이 달라질 수 있습니다.

오랫동안 3D 프린팅에 가장 흔히 사용된 소재는 플라스틱과 폴리머였습니다. 이들은 비교적 녹이기 쉽기 때문입니다. 게다가 과거에는 비용이 매우 높았습니다. 하지만 기술이 지속적으로 업데이트되면서 금속과 세라믹도 이 고도로 요구되는 방법으로 부품이나 모델을 제작할 수 있게 되었습니다. 기술 성숙으로 비용도 크게 절감되었습니다. 3D 프린팅은 마침내 다재다능함과 가성비를 입증하며 대규모 산업 응용 분야로 진출할 준비가 되었습니다.

3D 프린팅 vs CNC 가공: 장단점 비교

대규모 산업 응용 분야를 언급하니 CNC 가공이 떠오르실 겁니다. 네, 부품을 제작해야 할 때 대부분 선택하실 공정일 겁니다. 많은 산업에서 신생 기술인 3D 프린팅은 CNC 가공과 어떻게 비교될까요? 아래 두 제조 공정을 비교하고 3D 프린팅의 장단점을 파악할 수 있는 표를 만들었습니다.

특징/공정	3D 프린팅	CNC 가공
적층/절삭	적층	절삭
복잡한 부품 제조 능력	중공 부품이나 내부 트러스 구조 등 복잡한 부품 제조 가능	복잡한 부품 제조 가능하지만 중공 부품이나 내부 구조 부품 가공 불가
정밀도	고정밀	매우 고정밀
소재 다재다능성	일반적	높음
생산 속도	매우 빠름	중간
공구 사용	모든 소재와 공정에 하나의 공구	소재나 공정에 따라 여러 공구 필요
비용 효율성	대량 생산 시 낮음, 소량 생산 시 중간	대량 생산 시 중간, 소량 생산 시 낮음
기술 요구사항	높음	중간

새로 발명된 기술로서 3D 프린팅은 더 높은 제품 복잡도와 생산 속도를 위해 더 높은 비용과 기술 요구사항을 보여줍니다. 또한 3D 프린팅이 래피드 프로토타이핑에는 아마도 최적의 솔루션이지만, 대량 생산 제조 공정으로는 아직 개선이 필요함을 알 수 있습니다. 귀사 제품에 어느 것이 더 나은지 판단할 때 이러한 요소들을 고려하십시오.

왜 3D 프린팅은 그렇게 비쌀까요?

3D 프린팅 서비스 공장을 이용하든 직접 3D 프린터를 구매하든 적은 비용이 들지 않습니다. 수작업 생산이나 CNC 가공 같은 덜 발전된 기술과 비교해도 3D 프린팅은 종종 더 비쌉니다. 그만한 가치가 있는지 판단하실 수 있도록 몇 가지 이유를 나열하겠습니다.

1. 타의 추종을 불허하는 생산 속도

3D 프린팅이 유명한 것 중 하나는 생산 속도입니다. 경우에 따라 부품 래피드 프로토타이핑이 30분도 채 걸리지 않을 수 있습니다. 대부분의 3D 프린팅 서비스 회사는 리드 타임을 1일 이내(프로토타이핑 또는 소량 생산)로 단축했는데, 이는 전통적인 성형 기술로는 불가능한 속도입니다.

2. 높은 제품 복잡도

3D 프린팅은 내부 구조를 가진 부품을 만들 수 있습니다. 제품에 특별한 요구사항이 있다면 3D 프린팅을 고려하십시오.

3. 높은 자본 비용

산업용 3D 프린터는 수천 달러가 들 수 있어 다른 제조 공정보다 자본 비용이 훨씬 높습니다.

4. 설계 비호환성

현재 대부분의 3차원 부품은 전통적인 제조 기술을 기반으로 설계됩니다. 사실, 부품을 3D 프린팅에 더 쉽게 적용할 수 있도록 설계하면 비용이 일정 부분 절감됩니다.

5. 소재

3D 프린팅에 사용되는 소재는 종종 추가 가공이 필요해 비용이 상승합니다.

3D 프린터 구매, 그만한 가치가 있을까요?

3D 프린팅 서비스가 비쌀 수 있으니 직접 3D 프린터를 구매해 직접 모든 작업을 하려는 생각을 하실 수 있습니다. 틀린 생각은 아닙니다. 하지만 영업 상담원에게 가기 전 분석이 필요합니다.

산업용으로 3D 프린터 비용은 엄청날 수 있으며, 작업자도 필요합니다(추가 인건비 의미). 자신의 부품 몇 개 만들려고 부품 가공 사업을 하지 않는다면, 저는 포기하라고 권하고 싶습니다.

수백 달러 수준의 다른 3D 프린터 모델도 있습니다. 이 작은 기계들은 주로 개인용이나 소규모 비즈니스용입니다(최근 논의된 집 짓는 기계 같은 큰 기계는 제가 상상하는 것보다 더 비쌀 수 있습니다). 자신만의 애니메이션 피규어를 만드는 정도라면 옵션이 될 수 있습니다.

내 부품에 적합한 3D 프린팅 서비스 선택 방법

현재 전 세계적으로 3D 프린팅 서비스를 제공하는 회사는 많지 않아, 각자 고유한 기계 구성과 공정을 가질 수 있습니다. 아직 널리 인정받은 산업 표준은 없습니다. 귀사만의 독특하게 설계된 부품을 처리할 수 있는지 파악해야 합니다. 리드 타임, 가격, 공차, 품질 등을 비교해야 합니다. 제 생각에는 그냥 서비스를 찾아 파일을 업로드하고 견적을 받아보세요. 견적은 무료니까요. 3D 프린팅은 JTR Machine도 제공하는 서비스입니다. 관심 있으시면 언제든 연락 주시고 무료 견적을 받아보세요.