광중합체 조형(Vat Photopolymerization) 이해: 3D 프린팅의 기초

적층 제조는 일반적으로 3D 프린팅으로 불리며, 3D 모델의 윤곽에 따라 재료를 연속적으로 적층하여 물리적 객체를 만드는 제조 방법입니다. 적층 제조 분야는 수년간 기술 개발과 채택 모두에서 꾸준한 성장을 목격했습니다. 오늘날 엔지니어는 다양한 3D 프린팅 공정 중에서 선택할 수 있습니다. 그러나 이 모든 것을 시작한 공정은 광중합체 조형이었습니다.

광중합체 조형은 성공적으로 상용화된 최초의 적층 제조 공정이며, 시장 출시 40여 년이 지난 지금도 인기 있는 기술로 남아 있습니다. 원래의 적층 제조 공정에 대해 깊이 파고들어 보겠습니다.

광중합체 조형은 어떻게 작동하는가?

광중합체 조형은 액체 광중합체 수지를 빛을 사용하여 한 층씩 경화시켜 우수한 표면 마감의 파트를 만듭니다. 먼저 빌드 플랫폼을 수지 탱크로 내립니다. 그런 다음 일반적으로 레이저나 프로젝터에서 나오는 자외선이 수지 내에서 반응을 일으킵니다. 광중합체 분자가 결합하여 고체를 형성하고, 빌드 플랫폼이 광원에서 멀어지면서 이전 층 위에 추가 층이 구축되도록 합니다. 파트가 완전히 형성되면 수지가 배출되고 파트가 제거됩니다.

가장 일반적인 광중합체 조형 3D 프린팅 기술에는 다음이 포함됩니다:

입체조형술(SLA)

SLA 동안, 광중합체 조형 기계 내부에 위치한 자외선 레이저가 수지 탱크에 초점을 맞춰 파트를 층별로 구축합니다.

직접 광처리(DLP)

DLP는 SLA와 같은 방식으로 파트를 생산하지만, 한 가지 핵심적인 차이가 있습니다. 레이저 대신 디지털 라이트 프로젝터 화면을 사용하여 파트의 각 층 단일 이미지를 수지에 한 번에 플래시합니다. 결과적으로 프린팅 공정이 가속화됩니다.

Carbon® Digital Light Synthesis(DLS)

DLS는 DLP와 유사하지만, 빌드 플랫폼의 움직임이 이산적이지 않고 연속적입니다. 이는 파트가 투영 창에 경화되는 것을 방지하는 '데드 존'에 의해 가능해집니다. DLS는 각 층 완료 후 파트를 빌드 플레이트에서 분리하기 위해 멈추지 않아도 되므로 DLP보다 훨씬 빠릅니다.

광중합체 조형 소재 및 응용 분야

광중합체 조형 공정은 미세한 디테일과 매끄러운 표면 마감을 가진 고정밀 파트를 만드는 데 이상적입니다. 일반적인 응용 분야는 의료 및 치과 산업 전반에 걸쳐 있으며, 가장 일반적인 것으로는 수술 학습 도구, 안면 보철물, 보청기 등이 있습니다. 제조업체는 광중합체 조형을 사용하여 저량 사출 성형용 금형을 만들 수도 있습니다.

광중합체 조형 소재는 공정에 따라 다릅니다. 예를 들어 SLA는 표준, 강인함, 유연함, 투명, 주조 가능 등 다양한 광중합체 수지와 호환됩니다. 반면 DLP는 표준 및 주조 가능 수지와만 호환됩니다. Carbon DLS도 고유한 소재를 가집니다. 수지는 범용이 아닙니다. 각 수지 유형은 파트에 고유한 물리적, 화학적 특성을 부여합니다. 엔지니어와 제품 팀은 항상 프로젝트 요구 사항을 신중히 정의하고 잠재적 소재를 이러한 요구 사항에 따라 평가해야 합니다.

광중합체 조형의 장단점

광중합체 조형은 수년간 제조업체들 사이에서 인기를 유지해 왔는데, 고도로 세밀한 파트 제조에 이상적이며 순수 부피 측면에서 다른 제조 공정보다 종종 빠르기 때문입니다. 게다가 광중합체 조형 기계는 큰 빌드 볼륨을 가질 수 있습니다. 품질, 속도, 프린트 가능 파트 크기의 발전은 이러한 기술의 상업적 실행 가능성을 가속화했습니다.

역사적으로 SLA와 DLP 공정의 주요 제한은 다양한 광중합체 조형 호환 소재의 물리적 제약에서 왔습니다. 선택된 일부 강인하고 강성 수지를 제외하고, UV 경화 수지는 강도, 내구성, 안정성으로 알려지지 않았습니다. 이 수지들은 시간이 지남에 따라 휘거나 변형되고, 색이 변하며, 일반적으로 충분한 강도를 끌어내기 위해 오랜 시간 후경화가 필요합니다. Carbon DLS 공정은 훨씬 더 안정적인 소재로 이러한 단점을 해결합니다. DLS는 등방성 특성을 가진 훨씬 더 강하고 내구성 있는 파트를 만듭니다.

광중합체 조형 시작하기

광중합체 조형은 복잡하고 세밀한 파트, 탁월한 표면 마감, 대량 생산이 가능한 검증된 적층 제조 공정입니다. 빠르고 다재다능하며 제품 팀에게 상당한 설계 유연성을 제공합니다.

오늘날 제품 팀은 광중합체 조형을 넘어 다양한 적층 방식을 선택할 수 있습니다. Fast Radius 같은 신뢰할 수 있는 온디맨드 제조 파트너는 올바른 적층 제조 방법을 선택하는 것을 훨씬 쉽게 만듭니다.

Fast Radius는 생산 등급 적층 제조를 위한 원스톱 숍으로, 광중합체 조형 서비스와 함께 전통적인 제조 서비스의 전체 제품군을 제공합니다. 우리 공장에는 Fast Radius의 민첩한 온디맨드 생산 모델로 보강된 최신 적층 역량이 갖춰져 있습니다. 독점 디지털 플랫폼을 사용하여 개념부터 납품까지 제조 공정을 간소화하고 최적화하므로, 고객은 가장 잘하는 일(혁신하고 제품을 빠르게 시장에 출시)에 집중할 수 있습니다. 오늘 문의하세요. 불가능을 가능하게 만듭시다.

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