산업용 FFF vs 데스크톱 3D 프린터: 핵심 차이점 설명

3D 프린팅은 지난 10년간 많은 화제를 모았지만, 거의 새로운 발명은 아닙니다. 히데오 코다마(Hideo Kadama)는 1981년 고체화된 광중합체의 여러 층을 사용하여 모델을 만들 수 있는 신속 프로토타이핑 시스템을 설명하면서 오늘날 적층 제조로 알려진 것을 개척했습니다. 그 이후 엔지니어들은 3D 프린팅으로 혁신을 멈추지 않았습니다. 업계는 1999년부터 2010년 사이에 3D 프린팅 방광, 신장, 의족, 혈관 등 다양한 의료 응용 분야를 탄생시키기도 했습니다.

아마도 3D 프린팅 역사에서 가장 중요한 시기는 2000년대 중반입니다. 적층 제조가 점점 더 민주화되었기 때문입니다. 2009년 융착 필라멘트 제조(FFF)에 대한 오래된 특허가 만료되고 데스크톱 프린터가 시장에 넘쳐났습니다. 이제 아마추어와 베테랑 엔지니어 모두 CAD 설계를 만들고 볼트부터 장난감, 총기까지 원하는 거의 모든 것을 만들 수 있습니다. 그러나 산업용 융착 적층 모델링(FDM, Stratasys의 FFF 브랜드명)과 가정용 필라멘트 압출 사이에는 큰 차이가 있습니다.

산업용 및 데스크톱 FFF의 공유 기술

산업용과 데스크톱 FFF는 동일한 핵심 공정을 공유합니다. 즉, 둘 다 가열된 노즐을 사용하여 열가소성 소재를 녹이고 한 번에 한 층씩 압출하여 고체 제품이 형성될 때까지 진행합니다. 또한 최근 데스크톱 필라멘트 압출의 발전으로 산업용 프린팅의 기술적 역량에 조금 더 가까워졌습니다.

산업용 FFF는 프린팅 중 처리 매개변수에 대한 더 엄격한 제어 덕분에 높은 정확도로 알려져 있습니다. 산업용 FFF 프린터는 교정 알고리즘, 가열 챔버, 듀얼 압출, 더 높은 프린팅 온도를 사용하여 고품질 프린팅을 보장합니다. 시중의 많은 하이엔드 필라멘트 압출 데스크톱 프린터도 이러한 동일한 기능을 가지고 있으며 산업용 FFF가 달성하는 뉘앙스에 접근하는 비교적 높은 치수 정확도와 최소 특징 크기로 부품을 생산할 수 있습니다.

그러나 취미생활자와 엔지니어 모두 데스크톱 프린팅을 산업용 프린팅과 혼동하는 것으로 알려져 있습니다. 많은 엔지니어들이 프로토타이핑 목적으로 소규모 필라멘트 압출을 사용합니다. 그러나 데스크톱 FFF로 생산된 프로토타입은 산업용 기술로 생성된 것과 같은 기계적 특성을 달성하지 못할 것입니다. 기본적인 기술적 유사성과 디테일 용량 외에도, 산업용과 데스크톱 FFF는 크게 다릅니다.

산업용 FFF와 필라멘트 압출의 주요 차이점

적층 제조업체들 사이에서 인기 있는 산업용 FFF는 저~중량 생산 실행, 저량 사출 성형용 금형 프린팅, 큰 프로토타입의 빠른 생산을 위해 설계되었습니다. 이 프린터들은 더 큰 프린팅 영역을 가지고 있어 단일 프린팅 동안 하나 또는 두 개의 큰 부품이나 더 작은 부품의 여러 복사본을 생산할 수 있습니다. Stratasys F900 같은 산업용 프린터는 반복성과 신뢰성으로도 유명합니다. 가정용 3D 프린터에서는 같은 말을 할 수 없습니다.

더 작은 프린터들은 산업용 FFF 응용 분야에 필요한 소재 인증을 충족할 수 없습니다. 예를 들어, ULTEM®(PEI)은 항공우주에서 사용하기 위한 화재 및 연기 독성 규정을 충족하는 시장의 몇 안 되는 소재 중 하나이며, 데스크톱 프린터와 호환되지 않습니다. 유사한 결과를 재현할 수 없습니다. 동일한 것이 수용성 서포트 소재와 산업용 FFF에 사용되는 다양한 엔지니어링 플라스틱에도 적용됩니다.

처리 중 이러한 소재는 엔지니어들이 식품 및 의약품 포장 같은 산업용 사용 사례 제품을 만들 때 찾는 내화학성이나 더 큰 강도 같은 특정 특성을 부여하기 위해 첨가제로 처리되는 경우가 많습니다. 따라서 산업용 FFF는 프로토타입, 특수 부품, 고성능 소비자 대상 제품 제작에 탁월한 선택입니다.

데스크톱 프린터는 소량의 부품을 프로토타이핑하거나 자유 시간에 필라멘트 압출을 실험하려는 사람들에게 더 적합하며, 훨씬 더 작은 규모에서 기능성 부품의 소량 생산 실행에도 사용될 수 있습니다. 광범위한 미디어 관심과 3D 프린팅의 인기 증가 덕분에 데스크톱 프린팅 소재는 널리 이용 가능합니다. 표준 PLA는 프린팅하기 쉽고 취미생활자들이 장난감이나 복잡한 모델에서 찾을 수 있는 더 미세한 디테일을 만들 수 있는 반면, ABS는 더 큰 강도와 열 안정성을 제공합니다.

가정용 프린터로 프린팅하는 것은 산업용 FFF로 프린팅하는 것보다 훨씬 저렴합니다. 좋은 사무실급 프린터는 약 5만 달러인 반면, 산업용 기계는 완전히 갖춰지면 종종 수십만 달러가 듭니다. 그러나 가정용 필라멘트 압출 프린터는 높은 수준의 사용자 유지보수와 거의 지속적인 교정이 필요하며, 엔지니어와 대기업이 반드시 시간을 낼 수 있는 것은 아닙니다. 그럼에도 불구하고 소규모 필라멘트 압출 프린터는 취미생활자에게 좋은 선택입니다.

결론은?

소비자는 산업용 FFF를 데스크톱 FFF와 혼동하거나, 한 기계에서 다른 기계에서 얻을 수 있는 것과 같은 이점을 얻을 수 있다고 가정하지 않도록 주의해야 합니다. 산업용 FFF는 기계의 큰 빌드 크기와 산업용 FFF가 가능하게 하는 특수 기계적 특성 때문에 엔지니어에게 가장 유익할 것입니다. 취미생활자나 단순한 프로토타입을 만들려는 회사에는 작은 데스크톱 3D 프린터가 빠르고 비용 효율적인 빌드에 충분합니다.

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