다방면으로 사용하는 3D 프린터

3D프린터

3D 프린터는 3D CAD 데이터를 바탕으로 입체물을 조형할 수 있는 기계로, 기종에 따라서 형상, 색깔, 질감까지 표현할 수도 있고 제조업을 중심으로 다방면에서 활용이 가능합니다. 3D 프린터는 재료를 한층 한층 쌓아 올려 높이가 있는 조형물을 출력합니다. 일반적으로 사용하는 2D 프린터와 다르게 플라스틱, 금속, 탄소 등 사용 가능한 재료가 다양하여 적재적소에 맞는 소재를 사용하여 활용할 수 있습니다. 3D 프린터는 여러가지 작동 방식을 가지고 있습니다.

 

3D 프린터 작동방식

가장 대중적으로 사용하는 방식인 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식은 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식이라고 칭하기도 합니다. 열로 녹인 수지를 노즐에서 밀어내고, 소프트 크림 제조기 같은 것으로 한층한층 쌓아 조형합니다. 열가소성 수지를 사용할 수 있기 떄문에 강도가 강하고 내열에 강하다는 득징을 가지고 있으며, 다양한 물성의 소재를 사용할 수 있기 때문에 만들기 어려운 것을 만들 수 있다는 강점을 가지고 있습니다. 3D 프린터가 발전해 오면서 현재는 층을 쌓을 때 보였던 단차도 눈에 띄지 않게 발전됐다고 합니다. 하지만 FDM 방식은 비교적 적층 흔적이 눈에 띄기 쉽기 때문에 물성보다 외관의 매끄러움, 제품 디자인에 있어서의 표현력을 중시하는 용도에서는 FDM 방식보다 잉크젯 방식이 더 적합하다고 할 수 있습니다. 또, FDM 방식만으로는 금속의 조형을 할 수 없어 금속으로 조형하고 싶은 경우에는 금속 전용의 3D 프린터를 사용하여야 합니다. 

 

다음으로 많이 사용되는 방법 중 하나인 재료 분사법은 이름에서 알 수 있듯 재료를 분사하여 빛을 비추면서 한층 한층 쌓아 올립니다. 구조가 2D 프린터에서 말하는 잉크젯 프린터와 유사하기 때문에 잉크젯 방식이라고도 합니다. 잉크젯 방식은 적층 흔적이 눈에 띄지 않아 고화질의 조형물을 만들 수 있으며 기종에 따라서 2D 프린터와 비슷하게 컬러 재료를 사용하여 색상을 재현할 수 있습니다. 또한 여러 재료를 동시에 취급할 수 있는 기종도 있어 조립이 필요한 제품에 원샷으로 조형할 수 있다는 특징을 가지고 있습니다. 하지만 강도나 내구성은 FDM 방식에 뒤떨어지며 분사한 재료에 빛을 조사하여 경화 시키기 때문에 빛에 의한 열화현상이 발생하기도 합니다.

3D 프린터의 활용

3D 프린터가 가장 많이 사용되는 곳은 제조업입니다. 제조공장의 전문 공구는 제조, 생산에 있어서 효율화나 작업원에 의한 품질의 편차를 방지해야하기 때문에 다품종 소량생산 제품이 많은데 3D 프린터를 이용하면 필요할 때 필요한 만큼 제조가 가능하다는 장점이 있습니다.

 

의료 업계에서도 활발하게 사용이 되고 있는데, 수술 전 환자의 장기를 재현한 입체 모델링과 치과 진료소의 교정기구 및 마우스 피스의 형체 제작, 인체에 삽입하기 위한 생체 적합성 수지를 사용할 때 등 여러가지 경우에 활용하고 있습니다.

 

건설업계에서는 설계를 할 때 이미지를 알기 쉽게 전하는 건설 모형 건축 모형의 조형에 활용하고 있으며 이 외에도 교육 연구기관에서 다양한 용도로 활용하고 있습니다.