사용자:송유석/연습장
3차원 인쇄(영어: 3D printing)[1]는 연속적인 계층의 물질을 뿌리면서 3차원 물체를 만들어내는 부가 제조 기술의 일종이다.[2] 3차원 프린터 또는 입체 프린터는 컴퓨터 등의 신호를 입체물로 제작하는 장치를 말하며 일반적으로 다른 부가 제조 기술에 비해 사용하기 쉽고 속도도 더 빠르다. 그러나 3차원 인쇄라는 용어는 점차 전반적인 부가 제조 공정을 설명하는 데 쓰이고 있다.
작동 원리[편집]
여러가지 방식이 있지만, 대부분의 작동 원리는 크게 두 가지로 나뉜다.
- 선택적 증착방식(Selective Deposition) 원료를 얇은 층으로 쌓아가는 방식이다. 주사기나 노즐을 통해 액상의 원료를 짜내거나, 고형의 원료를 뿜어내는 방식으로 작동한다. 가정용이나 사무용으로 사용되는 대부분의 방식이다
- 선택적 결합방식(Selective Binding) 열이나 빛으로 분말이나 감광성 수지를 사용해 굳히는 방식을 사용한다.
일반적인 원리[편집]
- 모델링(modeling)
일반적으로 CAD 또는 3D 모델링 프로그램을 이용하여 3차원 도면을 완성한다. 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 프린팅 기술에 대한 입력으로 사용된다.
- 프린팅(printing)
기계가 모델링 과정에서 만들어진 도면을 이용해 물체를 만들어내는 과정이다. STL파일을 읽어들여 CAD모델에서의 가상적인 단면을 만들어내 액체나 분말등의 재료의 연속적인 층을 생성하고 융합한다. 이 기술의 장점은 이러한 방법을 통해 거의 모든 모형을 만들 수 있다는 것이다. 일반적으로 해상도는 한 층의 두깨와 XY축의 해상도를[보통 dpi로 표현함(dots per inch)]으로 이루어진다. 일반적으로 한 층에 100µm정도 되고 어떤 기기들은 16µm정도까지도 표현하기도 한다. XY해상도는 50~100µm정도이다. 인쇄 과정은 사용 방법과 모델의 크기와 복잡성에 따라 몇 시간에서 며칠 정도의 시간이 소요될 수 있다. 프린팅 공정마다 소요 시간등이 다르므로 필요에 따라 맞춰서 사용해야 한다
- 마무리(finishing)*
마무리는 물건이 얼마나 복잡한지, 어떤 공정과 원료로 만들어졌는지, 얼마나 정교하게 보여야 하는가에 따라 다르다. 사포로 연마하고, 색칠하고, 또는 용접되는 것이 보통의 과정이다.
추가적인 공정[편집]
| Type | Technologies | Materials |
|---|---|---|
| 압출 가공(extrusion) | 압출 적층 조형(Fused deposition modeling, FDM) | 열가소성 수지 (e.g. PLA, ABS), HDPE(고밀도 폴리에틸렌), eutectic metals(공융 금속), edible materials(식용 물질) |
| 실(Wire) | 전자빔 자유형상제조(Electron beam freeform fabrication|Electron Beam Freeform Fabrication) (EBF3) | 대부분의 금속 합금 |
| 알갱이(Granular) | 직접 금속 레이저 소결(Direct metal laser sintering) (DMLS) | 대부분의 금속 합금 |
| 전자빔 용해(Electron beam melting) (EBM) | 티타늄 합금들 | |
| 선택적 레이저 용해(Selective laser melting) (SLM) | 티타늄 합금, 코발트 크롬 합금(Cobalt Chrome alloys), 스테인레스강, 알루미늄 | |
| 선택적 열 소결(Selective heat sintering) (SHS) | 열가소성 수지 분말(Thermoplastic powder) | |
| 선택적 레이저 소결(Selective laser sintering) (SLS) | 열가소성 수지, 금속 분말, 세라믹 분말 | |
| 잉크젯 헤드와 분말 상자기반 3D 프린팅([Powder bed and inkjet head 3d printing),
석고기반 3D 프린팅 Plaster-based 3D printing (PP) |
석고 | |
| 적층(Laminated) | 적층 제조 방식(Laminated object manufacturing) (LOM) | 종이, 금속박, 플라스틱 필름 |
| 광 중합(Light polymerised) | 입체석판인쇄(Stereolithography) (SLA) | 광경화성 수지(photopolymer) |
| 디지털 빛 과정(Digital Light Processing) (DLP) | 광경화성 수지(photopolymer) |
같이 보기[편집]
주석[편집]
바깥 고리[편집]
- (영어) Rapid prototyping websites - Curlie
- (영어) 3D Printing, The Next Napster?
- 네이버 캐스트 : 오늘의 과학 - 3D 프린터