3D 프린팅 개발 이전 기술-1
1981년 일본 나고야 시립 산업연구소의 히데오 코다마(Hideo Kodama)는
기능성 포토폴리머 신속조형(Rapid Prototyping, RP) 시스템 보고서를 제출한다.
이는 솔리드 모델의 단면에 빛을 노출시켜 고체 형태로 제조하는 방식으로
한 레이어를 구축한 뒤 순차적으로 적층해 나가는 기술이다.
코다마는 조형을 위해 세 가지 방법에 대해 연구했다.
첫째는 자외선에 노출되는 것을 제어하기 위해 마스크를 사용하고,
새로운 레이 어를 생성하기 위해 액체 포토폴리머(photopolymer) 수조 안으로 해당 모델을 가라 앉히는 것이다.
둘째는 새로운 레이어를 만들기 위해 수조의 바닥에 마스크와 빛을 노출시키는 것이다.
마지막으로 첫째와 같은 방식이지만 새로운 레이어의 노출을 위해 X-Y 플로터와 광섬유를 사용하는 방법이다.
히데오 코다마는 기술문서(Technical Papers) 형태의 보고서를 작성하였지만,
상용화를 진행하거나 관련 특허를 승인 받지 않았다.
1982년 허버트(Herbert)는 X-Y플로터 미러 시스템을 이용한 포토폴리머 레이어에
UV 레이저 빔을 직접 닿게 하는 시스템을 구상했다.
포토폴리머 수지가 1mm 이하로 낮아지고 액상 포토폴리머가 채워져 레이저 빔을 이용해
새로운 레이어를 생성하는 방식이다.
포토폴리머는 빛에 반응하는 물질로, 광경화성 수지의 일종입니다.
이 기술은 보통 레이저 프린팅, 광학 제조, 디지털 인쇄, 3D 프린팅 등에서 중요한 역할을 합니다.
UV 레이저(자외선 레이저)는 자외선 영역의 빛을 방출하는 레이저입니다.
이 레이저는 특정 물질이 전자적 에너지를 흡수하고 다시 방출할 때 발생하는
고에너지의 자외선 파장을 기반으로 작동합니다.
내용 출처 : 김천환, 실전,3D프린팅 가이드
2021.08.04 - [3D프린팅 첫걸음] - 프린팅 시장 및 기술 동향
2021.08.04 - [3D프린팅 첫걸음] - 프린팅 시장 및 기술 동향
레이저란 무엇입니까?
레이저의 전체 형태는 자극 방출에 의한 광 증폭입니다. . 레이저는 전자기 복사의 유도 방출을 기반으로 한 광 증폭 과정을 통해 빛을 방출하는 장치입니다. . 일반 광원과 레이저의 주요 차이점은 일관성, 방향성, 단색성 및 높은 강도입니다.
일반 빛은 파장과 강도가 다릅니다. 그렇기 때문에 일반 광원에서 방출되는 광자는 많은 양의 표면에 퍼져 있기 때문에 일관성이 없습니다.
레이저의 광파는 일반 빛과 달리 파장과 강도가 동일합니다. 그래서 레이저에서 방출되는 빛을 단색광이라고 합니다.
레이저에서 방출되는 빛은 매우 좁고 매우 작은 영역에 높은 강도로 초점을 맞출 수 있습니다. 즉, 작은 영역에 더 많은 에너지가 집중되어 공작물이 가열되어 표면이 녹습니다
레이저는 다양한 가공 작업, 광 디스크 드라이브, 포토 프린터, 바코드 스캐너, 자동차 헤드라이트 등에 사용됩니다.
출처 : https://ko.mfgrobots.com/
UV 레이저의 원리:
작동 원리: UV 레이저는 기본적으로 "광학 증폭"이라는 원리를 따릅니다.
이는 레이저 매질(보통 반도체, 가스, 고체 등이 될 수 있음)을 통해 전자들이 높은 에너지 상태로 이동하고,
그 후 빠르게 에너지를 방출하면서 빛을 생성하는 과정입니다.
이때 자외선 파장은 일반적으로 100 nm에서 400 nm 사이입니다.
- 구성 요소:
- 레이저 매질: UV 레이저의 매질은 주로 고체, 기체, 또는 액체 형태로 존재합니다. 일반적으로 아르곤 이온 레이저(Ar+), 나이트로겐(He-Cd), 혹은 기체 레이저에서 많이 사용됩니다.
- 펌핑 방식: 전기적 펌프나 다른 고에너지 광원(예: 고전압 전기 방전 등)을 사용하여 매질 내의 전자들을 들뜨게 만든 후, 이 전자들이 다시 안정된 상태로 돌아가면서 에너지를 방출합니다.
- 레이저 공명기: 두 개의 거울 사이에서 빛을 반사시켜 지속적으로 증폭된 빛을 추출하는 역할을 합니다.
- 특징:
- UV 레이저는 고에너지 상태의 빛을 방출하므로, 물질을 절단하거나 표면을 변형하는 데 효과적입니다.
- 높은 에너지 밀도로 인해 바이오 의학, 물질 가공, 화학 분석 등에 널리 사용됩니다.
응용 분야:
- 의료: UV 레이저는 피부 치료나 암 치료에서 사용될 수 있습니다.
- 산업: 정밀 가공, 마킹, 레이저 프린팅 등에서 활용됩니다.
- 과학 연구: 분광학, 화학 반응 관찰, 물질 분석 등에서 사용됩니다.
이러한 UV 레이저는 일반적으로 높은 에너지의 광선이기 때문에, 사용 시 주의가 필요합니다.
2021.07.05 - [3D프린팅 첫걸음] - 3D 프린터기술 및 재료
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