3D프린터 종류에는 어떤 것들이 있을까?
오늘은 그 종류와 특징을 알아보도록 하겠다.
적층가공기술은 출력 방식에 따라 유형을 구분할 수 있는데 대표적인 방식으로 FDM, SLA, SLS, DLP, Polyjet 등이 있다.
1. FDM (Fused Deposition Modeling)
FDM방식은 열가소성수지 압출 적층 조형법이라고 하는데 가장 대중화된 방식이며 필라멘트 형태의 열가소성 물질을 고온의 노즐 안에서 녹여내고 원하는 부분에 녹인 물질을 밀어내 아래부터 위로 적층하며 형상을 만들어내는 방식이다.
고온의 노즐에서 플라스틱 필라멘트를 녹여내기 때문에 노즐을 뜨겁게 온도를 올리는 과정이 필요하고, 소재는 종류가 굉장히 다양하지만 주로 PLA와 ABS를 사용한다.
PLA는 옥수수전분으로 만든 친환경 소재이며 수축이 적지만 후가공이 어렵다는 단점이 있고, ABS는 후가공이 편하고, 가볍지만 수축이 심한 편이다.
<FDM 장점>
- 강도가 강하고, 습도도 강해서 내구성이 뛰어나다.
- 다른 방식에 비해 장비 구조와 프로그램이 간단해서 장비 가격과 유지보수 비용이 낮다.
- 2012년 특허가 만료되어 가정에서도 사용가능하다.
- 다양한 소재 적용이 가능하다.
- 구조가 단순해 대형화에 용이하고, 다양한 산업 분야에 적용가능하다.
- 기기 컨트롤의 정밀도에 따라 모델 표면 조도의 개선이 가능하다.
- 플라스틱 재료로 출력물의 수명이 긴 편이다.
<FDM 단점>
- 다른 방식에 비해 출력 속도가 느리다.
- 모델 표면 조도의 퀄리티가 높지 않다.
- 적층가공방식이라 층층이 쌓인 모습이 보이는 경우가 많다.
- 경화 시 소재가 흘러내리는 것을 방지하기 위해 지지대가 필요하며 프린팅 후에는 제거작업이 필요하다.
2. SLA (Stereo Lithography Apparatus)
SLA방식은 광경화적층방식으로 광경화성 액체 수지가 담긴 수조에 레이저를 쏘아 레이저가 닿는 부분을 굳혀 쌓아나가며 형상을 만드는 방식으로 인쇄물과 인쇄물을 받쳐주는 지지대는 빌딩 플랫폼에 조형되고, 한층씩 쌓아갈때마다 이 빌딩플랫폼이 움직이면서 그 다음 쌓일 위치를 제시하며 인쇄되는 방식이다.
<SLA 장점>
- 정밀도가 높다.
- 표면조도가 우수하다.
- 조형속도가 중간정도로 가장 널리 쓰이는 기술이다.
<SLA 단점>
- 내구성과 내열성이 약하다.
- 장비와 재료가 비싸다.
- 액체 상태의 소재를 사용하기 때문에 세척과정이 필요하다.
- 지지대 제거과정이 필요하다.
- 디테일 표현이 떨어진다.
3. SLS (Selective Laser Sintering)
SLS방식은 선택적 소결 레이저 방식으로 대량의 작은 분말 형태 플라스틱, 금속, 유리 덩어리를 레이저로 녹인 뒤 응고시키며 층을 쌓아 형상을 만드는 것으로 레이저로 응고시킨 후 분말 덩어리를 잘 털어내면 응고된 부분이 남아 디자인한 형태의 조형물이 남게 되는 방식이다.
사용하는 소재는 금속, 세라믹, 모래, 점토 등 매우 광범위하다.
<SLS 장점>
- 별도의 지지대가 필요없다.
- 출력 속도가 빠르다.
- 사용하는 재료가 매우 광범위하다.
- 출력 후 강도가 좋아 출력이 완료되면 바로 물리적 운동 수행 능력 확인이 가능하다.
- 정밀도가 높다.
<SLS 단점>
- 장비가 매우 비싸다.
- 금속 재료 사용 시 후표면처리 공정이 필요하다.
- 다양한 소재를 사용하기 때문에 세팅 값을 각각 조정하기 때문에 번거롭다.
- 소재가 분말이라 기관지에 안 좋은 영향을 준다.
4. DLP (Digital Light Processing)
3D프린터 종류 중 하나인 DLP방식은 마스크 투영 이미지 경화방식으로 SLA방식과 아주 유사하며 액체 상태의 광경화성 수지에 빔프로젝터를 사용해 원하는 모양의 빛을 쏴 경화시켜 적층하는 방식으로 SLA와 가장 큰 차이는 바로 레이저와 빔프로젝터이다.
<DLP 장점>
- 정밀도와 표면 조도가 아주 우수하다.
- 작업속도가 균일하고, 조형 속도가 빠르다.
<DLP 단점>
- 다른 개인용 장비에 비해 비싸고, 소재도 비싸다.
- 원료 선택이 제한적이다.
- 출력물의 사이즈가 작다.
5. Polyjet
폴리젯은 SLA와 잉크젯 방식을 섞은 듯한 새로운 방식으로 수백 개의 노즐에서 플라스틱 수지를 분사하면 동시에 자외선램프로 경화시키며 형상을 제작하는 방식이다.
<폴리젯 장점>
- 정밀도가 높다.
- 출력 속도가 빠르다.
- 완성된 출력물에 다양한 색을 입히는 것이 가능하다.
<폴리젯 단점>
- 서포트 제거작업이 번거롭다.
- 소재의 종류가 한정적이다.
- 출려물의 강도가 양하다.
- 비용이 비싸다.
6. LOM (Laminated objet manufacturing)
LOM은 저도 조금 생소한 방식인데요, 디자인한 모델의 단면의 모양대로 잘려진 점착성 종이, 플라스틱, 금속판 등을 접착제로 한층 한층 붙여 조형하는 방식이다.
<LOM 장점>
- 제조비용이 저렴하다.
- 컬러 출력된 종이를 커팅하는 방식으로 작업하면 컬러 출력물도 가능하다.
- 표면 품질이 우수하다.
<LOM 단점>
- 내구성이 약하다.
- 소재가 한정적이다.
- 유지비는 적게 드는 편이지만 출력물 형태에 민감하다.
- 내부를 비우는 형식의 모델링을 출력하는 것은 적합하지 않다.
- 칼로 재료를 절단하기 때문에 시간이 오래 걸린다.
3D프린터 종류와 특징에 대해 알아보았는데 오늘 포스팅한 내용은 사람들이 많이 활용하는 대표적인 방식들이고, 이 외에 다른 종류의 방식들도 있다.
기회가 된다면 다른 방식의 장비들도 소개하도록 하겠다.
