건축 및 제조업 에서 3D 프린팅 기술을 많이 활용하고 있습니다.
3D 프린팅 기술은 기존 방식을 뛰어넘는 혁신적 기능과 장점을 가지고 있기 때문에 앞으로 많은 성장이 기대가 됩니다.
오늘은 3D 프린팅 이란 무엇이고, 프린팅 장단점 및 종류 3가지 등을 알아보겠습니다.
3D 프린팅 이란
3D란 입체적인 것을 의미합니다.
그럼 3D 프린티이란? 말 그대로 3차원 모델링 데이터를 기반으로 물체를 입체적으로 제작하는 것을 의미합니다.
3D 프린팅 장단점
장점
- 자유로운 제작 : 3D 프린팅은 3차원 모델링 데이터를 기반으로 하기 때문에 복잡하고 특이한 디자인도 제작이 가능하기 때문에 창의적이고 혁신적인 제품을 만들 수 있습니다.
- 재료 비용 절감 : 필요에 따란 맞춤 제작 및 소량 생산이 가능하기 때문에 재료 낭비를 줄일 수 있고, 생산 효율성을 향상할 있습니다.
- 빠른 제작 : 다양한 프로토 타입 개발로 인하여 제작 시간 단축 할 수 있고, 디자인 검증 및 개선을 통해 생산 효율성을 향상할 수 있습니다.
- 재활용 및 폐기물 활용 가능 : 3D 프린팅은 다양한 재료 사용이 가능합니다. 특히 폐기물 및 재활용 사용이 가능하기 때문에 환경오염을 줄일 수 있습니다.
- 쉬운 접근성 : 3D 프린팅의 가장 장점은 사용하기 쉽다는 것입니다. 그렇기 때문에 개인 사용자도 접근하기 쉽고, 창의적인 제품을 제작이 가능합니다.
단점
- 높은 비용 : 3D프린터는 고가의 장비로 초기 투자 비용이 많이 들어갑니다.
- 복잡한 모델도 제작이 가능하지만 복잡할수록 제작 시간이 길어집니다.
- 재산권 문제 : 3D 프린터는 3차원 모델링 데이터를 기반으로 제작이 가능하기 때문에 도용 및 불법 복제 문제가 발생이 가능합니다.
- 일자리 감소 : 제작 기술이 좋아질수록 기계가 우리의 일자리를 뺏기 때문에 일자리 감소 가능성이 있습니다.
3D 프린팅 종류 3가지
3D 프린팅은 3차원 모델링을 기반으로 물체를 입체적으로 제작하는 것으로 크게 3가지 종류로 분류가 가능합니다.
FDM(Fused Deposition Modeling)
- 작동 원리 : 가장 보편적인 방식으로 뜨거운 플라멘트을 압출 하여 제작하는 방식입니다.
- 작동 과정 : 3D모델 준비 -> G코드 변환 -> 프린팅 설정 -> 시작 -> 후처리
- 장점 : 다른 프린팅 기술에 비해 비용이 저렴하며, 사용법이 간단합니다. 또한 다양한 재료를 사용하여 복잡한 디자인도 제작이 가능합니다.
- 단점 : 다른 기술에 비해 정밀도가 낮고, 층을 쌓아 만드는 방식을 사용하기 때문에 층의 흔적이 남을 수 있습니다. 또한 복잡한 모델일수록 시간이 늘어납니다.
- 활용 분야 : 맞춤 제작, 교육 및 예술, 소품 및 장난감 제작 등
- 재료 : 플라스틱 필라멘트
SLA(Stereolithography)
- 작동 원리 : 레이저로 광경화 수지를 경화시켜 제작하는 방식으로 가장 오래된 기술입니다.
- 작동 과정 : 3D모델 준비 -> STL 파일 변환 -> 프린팅 설정 -> 시작 -> 후처리
- 장점 : 레이저를 사용하기 때문에 다른 기술에 비해 높은 정밀도를 자랑하고 표면이 매우 매끄럽습니다. 또한 광경화성 수지의 투명성을 활용하여 제작을 하기 때문에 투명한 모델도 제작이 가능합니다.
- 단점 : 비용이 비싸고 제한적인 플랫폼 크기로 제작 크기 제한이 있습니다.
- 활용 분야 : 정밀 부품, 주얼리 제작, 의료 모델 제작 등
- 재료 : 광경화성 수지
SLS(Selective Laser Sintering)
- 작동 원리 : SLA과 동일하게 레이저를 사용하지만 광경화 수지가 아닌 분말 재료로 제작하는 방식입니다.
- 작동 과정 : 3D모델 준비 -> STL 파일 변환 -> 프린팅 설정 -> 시작 -> 후처리
- 장점 : 레이저가 한 번에 넓은 영역을 스캔하여 제작을 하기 때문에 제작 속도가 가장 빠릅니다. 또한 높은 정밀도을 자랑 하며 만들어진 제품이 매우 단단합니다. 또한 지지 구조 없이 제작 가능합니다.
- 단점 : 비용이 비싸고, 제한적 플랫폼으로 제작 크기 제한이 있습니다. 또한 높은 온도가 필요합니다.
- 활용 분야 : 프로토타입 제작, 맞춤 제작, 기능성 부품 제작
- 재료 : 나일론, 폴리프로필렌, 유리, 금속 등
3D 프린팅 실제 적용 사례 3가지
- 인공 관절 제작 : 사람마다 인체 구조가 조금씩 다르기 때문에 그 사람의 뼈 구조에 맞는 인공 관절 제작을 해야 합니다. 3D 프린팅 기술은 기존 인공 관절보다 더욱 정밀하고 다양한 재료로 만들 수 있기 때문에 사람에 무해한 제품으로 제작이 가능합니다. 또한 수술 회복 기간 단축 및 합병증 발생 위험을 줄일 수 있습니다.
- 부품 제작 : 자동차 및 항공은 가볍고 단단한 부품을 사용을 해야 합니다. 3D 프린팅은 다양한 재료를 사용을 하기 때문에 자동차 및 항공에 최적화 재료를 사용하여 매우 정밀하고 단단하게 만들 수 있고, 제작 시간 단축 및 부품 경령화 가능합니다.
- 건축 모델 제작 : 실제로 3D 프린팅 기술로 집을 제작하는 사례가 종종 보이고 있습니다. 3D 프린팅을 다양한 디자인이 가능하기 때문에 창의적 건물이 탄생할 가능성이 높고 건물을 최단 시간 안에 제작이 가능합니다.
- 이외에도 다양한 분야(의료, 패션, 게임 등)에서 활용을 하고 있습니다.
마치며
3D 프린팅 기술은 제조 산업뿐만 아니라 건축 분야, 의료 분야 등 다양한 분야에서 혁신을 끌어낼 기술입니다.
실제로 사용하는 분야가 매우 다양하고 앞으로 더욱 많은 분야에서 활용이 될 가능성이 클 것이라 판단이 됩니다.
감사합니다.