투명도는 물체를 통과하는 빛의 양으로 결정되며, 3D 프린팅 부품에서 종종 바람직한 특성입니다. 투명도는 화장품 포장과 주방 제품 같은 많은 소비재에 필수적이며, 투명한 수술 가이드와 의료 모델은 의료 전문가가 안전하고 효과적으로 업무를 수행하는 데 도움을 줍니다.
투명 3D 프린팅에 대해 알아야 할 모든 것, 투명도 극대화 팁, 사용할 반투명 소재, 일반적인 3D 프린팅 기술을 소개합니다.
3D 프린팅 부품에서 투명도를 달성하려면 다음 세 가지 규칙을 준수해야 합니다:
이 규칙을 따르면 3D 프린팅 부품이 투명하게 나오지만, 설계자와 엔지니어는 투명도를 극대화하려면 몇 가지 추가 요소를 염두에 두어야 합니다.
첫째, 복잡한 형상, 특히 곡선 설계는 자연스럽게 더 많은 빛을 굴절시켜 투명하게 나오기 어렵습니다. 또한 두꺼운 벽은 얇은 벽보다 더 많은 빛을 분산시켜 프린팅 후 부품이 더 불투명해 보이게 할 수 있습니다. 빛 굴절을 최소화하고 투명도를 극대화하려면 3D 프린팅 부품을 단순하고 깔끔한 라인과 가능한 가장 얇은 벽으로 설계하세요.
생산을 시작하기 전에 어떤 유형의 투명도를 원하는지 결정해야 합니다. 이는 만들고 있는 제품 유형에 따라 달라집니다. 예를 들어 투명한 꽃병을 만드는 경우 꽃병 자체인 X축과 Y축의 투명도만 필요합니다. 반면 평평한 창문을 만드는 경우 Z축의 투명도만 필요합니다. 완전한 투명도를 달성하려면 모든 축에서 투명도가 필요합니다.
어떤 축이 투명해야 하는지 아는 것은 어떤 3D 프린팅 공정을 사용할지 선택하는 데도 도움이 됩니다. 투명 또는 반투명 부품 프린팅에 사용되는 가장 일반적인 기술은 광경화(SLA), Carbon Digital Light Synthesis Process™(DLS 공정), 융착 적층 모델링(FDM), PolyJet입니다.
SLA는 광중합을 사용해 폴리머 수지에서 고도로 세밀한 부품을 만드는 3D 프린팅 공정입니다. 이 공정은 매우 얇은 층으로 프린팅하므로 투명 3D 프린팅과 완전한 광학 투명도 달성에 이상적입니다.
또한 SLA는 매끄러운 표면 마감을 생성하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 그러나 제품 팀은 SLA 3D 프린팅에 후처리에서 제거해야 할 서포트 구조가 포함되어 있어 부품의 최종 외관에 영향을 줄 수 있다는 것을 알아야 합니다.
Carbon DLS 공정은 빛과 열을 사용해 등방성 특성, 복잡한 형상, 우수한 표면 마감을 가진 부품을 만드는 수지 기반 폴리머 공정입니다. DLS는 Whip Mix Surgical Guide와 LOCTITE 3D IND405를 포함한 다양한 소재를 제공하며, 둘 다 투명한 부품 생산에 사용될 수 있습니다.
SLA와 마찬가지로 Carbon DLS 공정은 예외적인 표면 마감을 생성합니다. 또한 후처리에서 제거해야 할 서포트 구조가 필요합니다.
FDM 공정 동안 가열된 프린팅 노즐이 열가소성 소재를 녹여 설정된 툴패스에 압출해 완제품을 층별로 드러냅니다. FDM은 제품 팀에게 큰 반투명 부품을 만들 자유를 주지만, 몇 가지 주요 제한 사항을 고려해야 합니다. 예를 들어 압출의 특성상 소재 층 사이에 매우 작은 간극이 형성돼 투명 3D 프린팅 부품을 통과할 수 있는 빛의 양을 줄입니다.
또한 부품의 X, Y, Z축에서 투명도를 달성하는 것이 FDM으로 가능하지만 매우 어려울 수 있습니다. 투명 소재의 최적 설정을 찾는 데 여러 시도가 필요할 수 있습니다. 소재 압출 온도와 유량, 프린트 베드 온도, 프린팅 속도, 노즐 직경, 층 높이 두께 등을 최적화해 최적의 조합을 찾아야 합니다. 이는 숙련된 엔지니어에게는 문제가 되지 않을 수 있지만, 경험이 적은 팀은 더 단순한 제조 공정을 선택하는 것을 고려할 수 있습니다.
PolyJet은 적층 제조의 모든 이점을 가지면서 사출 성형과 비교할 만한 결과를 제공하는 고급 적층 제조 기술입니다. 이 공정 동안 프린트 헤드가 광중합체 수지 층을 겔 매트릭스에 분사하고 자외선 아래에서 수지를 경화시킵니다. 이는 동등하게 매끄러운 표면 마감을 가진 믿을 수 없을 만큼 매끄러운 소재 층을 생성합니다. SLA와 마찬가지로 PolyJet은 고도로 세밀한 부품 제작에 탁월합니다.
투명 3D 프린팅 부품을 만드는 데 사용되는 다섯 가지 일반적인 반투명 플라스틱과 수지입니다.
어떤 3D 프린팅 공정이나 소재를 사용하든 부품은 진정으로 빛나기 위해 후처리를 거쳐야 합니다. 수동 샌딩과 폴리싱은 단순하고 디테일이 적은 투명 3D 프린팅 부품에 가장 좋은 옵션 중 하나지만, 수동 마감만으로 모든 레이어 라인을 제거하는 것은 매우 어렵습니다. 또한 수동 샌딩은 표면에 미세 스크래치를 남길 수 있습니다. 최상의 결과를 위해 다양한 입도의 샌드페이퍼로 부품 표면을 매끄럽게 하고 아크릴 클리너와 극세사 천으로 폴리싱하세요. 이는 고도로 연마된 금속 부품을 만드는 과정과 유사합니다.
스프레이 코팅은 디테일을 줄이지 않고 투명도를 개선하는 쉬운 방법으로, 복잡한 디테일이 있는 부품에 이상적입니다. 단순히 투명 스프레이 코팅을 바르면 레이어 라인을 숨길 수 있지만, 황변을 일으킬 수도 있습니다. 매끄럽고 유리 같은 마감을 위해 스프레이 코팅을 바르기 전에 수동으로 표면을 샌딩해 부품을 준비하세요.
후처리에서 가능한 가장 투명한 마감을 달성하려면 수지 코팅을 적용하세요. 이 접근법은 평평하거나 거의 평평한 표면에서만 작동하지만, 완전히 투명한 부품이 필요할 때 이상적인 선택입니다. 수지 딥핑은 FDM 또는 PolyJet 프린팅 부품의 더 매끄러운 표면을 만드는 데도 사용될 수 있습니다. 점성 수지가 부품의 스크래치를 채우고 완전히 매끄러운 표면을 형성합니다.
투명 또는 반투명 3D 프린팅 부품에는 많은 준비 작업이 필요합니다. 응용 분야에 필요한 투명도 유형을 결정하고, 가장 적합한 투명 수지를 선택하고, 가장 많은 빛이 통과하도록 허용하는 3D 프린팅 공정을 선택하고, 최상의 마감 공정으로 부품을 마무리해야 합니다. 경험 많은 제조 파트너는 개념부터 납품까지 제품 개발 프로세스를 최적화할 수 있습니다.
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산업기술
티타늄은 높은 강도-밀도 비율, 내식성, 내열성으로 가치가 높은 금속입니다. 티타늄이 지구상에서 가장 흔한 자연 발생 원소 중 하나임에도, 다른 원소로부터 분리해 순수 금속 형태로 얻는 것은 비쌉니다. 티타늄은 산소와 쉽게 결합하여 완제품에 산화 티타늄 층을 형성해 내식성을 높이지만, 이 특성이 금속 제품 제조를 어렵게 만듭니다. 사실, 다른 원소에 노출되어 결합되는 것을 방지하기 위해 특수 공정이 필요합니다. 독특한 특성 덕분에 티타늄은 항공우주, 의료, 산업 부품뿐 아니라 소비재와 스포츠 용품 제작에도 자주 사용됩니다. 티타늄
적층 제조(additive manufacturing)와 3D 프린팅(3D printing)이라는 용어가 무엇을 의미하는지에 대해 많은 혼란이 있습니다. 그것도 당연합니다. 결국 두 용어 모두 매우 유사한 공정과 관련되어 있기 때문입니다. 적층 제조와 3D 프린팅 모두 얇은 재료 층을 점차적으로 쌓아 객체를 만드는 공정을 설명합니다. 이 글에서는 적층 제조와 3D 프린팅이 정확히 무엇인지, 어떻게 관련되어 있는지, 무엇에 사용되는지 설명합니다. 3D 프린팅에서 적층 제조는 무엇에 사용되는가? 기존 제조에서는 부품이 더
