3D 프린터 이야기 (001)

1. 3D 프린터, 3차원 인쇄 개념

o 컴퓨터 프로그램으로 디자인한 물체를 실제 모형으로 만들어주는 장치.

o 3차원 인쇄(영어: 3D printing)

- 연속적인 계층의 물질을 뿌리면서 3차원 물체를 만들어내는 제조 기술의 일종

- 3차원 프린터 / 입체 프린터는 컴퓨터 등의 신호를 입체물로 제작하는 장치

- 3차원 인쇄 용어는 점차 전반적인 부가 제조공정을 설명하는데 쓰이고 있다.

- 일반 다른 부가 제조 기술에 비해 사용하기 쉽고 속도도 더 빠르다

 

2. 핵심 작동원리 - 여러가지 방식이 있지만, 대부분 크게 두 가지로 나뉜다.

(1) 첨가형

- 가루나 액체를 굳혀가며 한 층씩 쌓는 방식이다. 비교적 복잡한 모양을 만들 수 있고, 제작과 채색을 동시에 진행할 수 있다는 장점도 있다. 다만 완성품 의 품질이 상대적으로 떨어진다.

(2) 절삭형

- 커다란 합성수지를 둥근 날로 깍아가며 모양을 만드는 방식으로, 비교적 매끄 럽게 인쇄할 수 있지만, 컵같은 모양은 날이 들어가지 않아 만들기 어렵다.

 

3. 일반적인 작동원리

(1) 모델링(modeling)

- 일반적으로 CAD 또는 3D 모델링 프로그램을 이용하여 3차원 도면을 완성한 다. 또는 3D 스캐너를 이용해 도면을 얻을수도 있다. CAD와 기기 간의 표준 데이터 인터페이스는 STL파일 형식이다. PLY는 스캐너로 생성 된 입력 파일 형식이며, VRML (또는 WRL) 파일은 종종 풀 컬러로 인쇄 할 수있는 3D 프 린팅 기술에 대한 입력으로 사용된다.

(2) 프린팅(printing)

- 기계가 모델링 과정에서 만들어진 도면을 이용해 물체를 만들어내는 과정이 다. STL파일을 읽어들여 CAD모델에서의 가상적인 단면을 만들어내 액체나 분말등의 재료의 연속적인 층을 생성하고 융합한다. 이 기술의 장점은 이러 한 방법을 통해 거의 모든 모형을 만들 수 있다는 것이다. 일반적으로 해상 도는 한 층의 두깨와 XY축의 해상도를[보통 dpi로 표현함(dots per inch)]으로 이루어진다. 일반적으로 한 층에 100µm정도 되고 어떤 기기들은 16µm정도 까지도 표현하기도 한다. XY해상도는 50~100µm정도이다. 인쇄 과정은 사용 방법과 모델의 크기와 복잡성에 따라 몇 시간에서 며칠 정도의 시간이 소요 될 수 있다. 프린팅 공정마다 소요 시간등이 다르므로 필요에 따라 맞춰서 사용해야 한다.

(3) 마무리(finishing)

- 마무리는 물건이 얼마나 복잡한지, 어떤 공정과 원료로 만들어졌는지, 얼마 나 정교하게 보여야 하는가에 따라 다르다. 사포로 연마하고, 색칠하고, 또는 용접되는 것이 보통의 과정이다.

 

4. 일반프린터와의 차이점

o 지금까지 우리가 알고 있는 프린터란 모니터에 나타난 글자와 그림을 종이에 그리는 기계였다. 글이나 사진 파일을 펴놓고 ‘인쇄’ 버튼을 누르면 종이에 똑 같이 그려내듯이 3차원 프린터는 특정 소프트웨어로 그린 3차원 설계도를 보고 입체적인 물건을 인쇄한다.

o 기존 프린터가 잉크로 문서를 인쇄했다면 3D 프린터엔 석회가루나 금속, 고무, 플라스틱 같은 원재료가 들어 있다