광경화성 수지 조형 3D 프린팅(SLA; Stereolithography)
광경화성 수지 조형인 SLA3D프리팅에 대해 알아보려합니다.레진으로 되어있는 액체원료의 3D 프린팅으로 고해상도 출력이 가능하여 세밀한 디테일을 요구하는 모델링에 적합합니다. 광경화성
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■ DLP 방식 개요
DLP(Digital Light Processing) 방식의 3D 프린터는?
레이저 대신 빛을 이용한 광원 프로젝트 액체 수지를 경화시켜 3D 객체를 만들어내는 방식입니다.
■ DLP의 시기:
DLP 기술은 1980년대 후반에 개발되었으며, SLA 방식과 유사하지만, DLP는 레이저가 아닌 프로젝트를 이용하여 전체 이미지를 경화합니다.
DLP 방식은 SLA(광경화성 수지 프린팅)와 비슷하지만, 두 방식의 차이는 빛을 비추는 방식에 있습니다.
■ DLP방식의 3D프린팅이란??
▲ SL방식은 빛에 반응하면 경화되느 아크릴이나 에폭시 계열의 광경화성수지가 들어가있는 수조에서 선택적으로 제품을 형성하는 것이며,
▲ DLP 방식은 광학 반도체인 DMD(Digital Micromirror Device)칩을 이용하여 구현하고자 하느 이미지를 아주 세밀하게 경화시키는기술을 뜻합니다.
▲ DMD 칩은 미세한 전기 반발력을 이용해 소형 거울을 움직여 빛을 반사시켜 영상을 구현하는 디지털 소형 거울 장치입니다. DMD는 해상도와 크기가 다양하고, 800만개 이상의 고반사 디지털 전환형 마이크로미러를 2차원 배열로 구성하고 있습니다.
▲ DMD 칩은 텍사스 인스트루먼트(TI)사가 개발한 DLP(Digital Light Processing) 프로젝터에 사용됩니다.
▶ DMD 칩의 움직임은 다음과 같습니다.
- 컴퓨터나 VCR 등의 AV기기에서 입력 받은 영상 신호를 받습니다.
- 칩 내의 수백만 개의 거울을 1(켜짐) 또는 0(꺼짐) 상태로 변화시켜 빛을 반사시킵니다.
- 빛이 반사되어 스크린에 영상이 표시됩니다.
■ DLP 3D프린터 작동 원리:
▲ DLP 프린터는 고해상도 디지털 프로젝터를 사용하여 각 층의 이미지를 빠르게 투사하고, 그 빛에 의해 수지가 경화되며 형상을 만듭니다.
▲ 이 방식은 레이저를 사용하는 SLA 방식보다 더 빠르게 작업을 진행할 수 있습니다.
■ DLP 3D프린터 작동방식
▲ 영화상영, 프리젠테이션에 사용되는 빔프로젝트에 사용되는 기술과 같은 방식으로 진행됩니다.
▲ 3D CAD프로그램으로 설계된 3차원 솔리드 데이터를 각각의 그림데이터로 전환합니다.
▲ 소프트웨어에서 디지털마스크를 생성 후 DLP 장치에서 고행상도의 광경화수지에 마스크를 투영하여 모델을 조형하는 원리입니다.
▲ 면 단위의 고정밀 적층이 형성되어 한 층이 끝나면 Z축 스테이지를 통하여 다음 층을 적층하게 됩니다.
■ DLP 3D프린터 레진 사용
DLP 방식은 고체 필라멘트 대신 레진(액상 합성수지)을 사용하여 적층을 진행하는 방식으로, 신속하고 정밀한 제작이 가능합니다.
■ DLP 3D프린터 장점 :
▲ 빠른 출력 속도: DLP는 한 번에 전체 층을 경화시키기 때문에 SLA보다 빠르게 작업을 완료할 수 있습니다.
▲ 높은 해상도: 고해상도 디지털 프로젝터를 사용하기 때문에 매우 정밀한 출력이 가능합니다.
▲ 미세한 디테일: 미세한 디테일까지 잘 표현할 수 있어서 치과, 주얼리, 영화 특수 효과 등 세밀한 디테일이 필요한 분야에 유리합니다.
■ DLP 3D프린터 단점 :
▲ 소재 제한: DLP 방식에서 사용되는 수지는 광경화성 수지로, 소재의 종류가 상대적으로 제한적입니다.
▲ 빌드 크기: 대형 모델을 출력하기엔 상대적으로 제한적일 수 있습니다. (DLP는 일반적으로 작은 부품을 빠르게 출력하는 데 유리)
■ 사용처 및 3D프린터
▲ DLP 프린터는 치기공 업계처럼 기본적으로 빠른 프린팅 속도가 중요하게 작용하는 업계에서 인기가 좋습니다. 그렇지만 빌드 영역 전체에서 광학적 왜곡이 생기기가 더 쉬워서 정확도를 높이려면 미세하게 보정해야 합니다. 대체로 동일한 성능을 얻으려면 LCD 3D 프린터보다 비용이 많이 듭니다.
▲ Figure 4 의 경우 Non-contact membrane DLP 방식으로 소규모 파트의 양산이 가능한 3D 프린터입니다.
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