3D 프린터 출력후 표면처리(후 가공)
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▣ 출력물에 표면처리(후가공)를 하게 되면??
물리적, 화학적 공정을 거쳐 출력물을 개선시킵니다.
외관, 강도, 내구성 향상에 효과를 주게 됩니다.
▶ 3D 프린터로 출력한 물체의 표면 처리는
출력물의 품질과 마감도를 높이는 데 중요한 과정입니다.
▶ 표면 처리 방법에는 여러 가지가 있으며,
사용한 3D 프린터의 종류(예: FDM, SLA 등)와
출력된 재료에 따라 적합한 방법을 선택해야 합니다.
▶ FDM(필라멘트) 3D 프린터의 표면 처리는
출력물의 외관을 개선하고, 강도를 높이며,
더 나은 마감 처리를 위한 중요한 과정입니다.
▣ 표면처리(후가공) 방법
1. 사포질 (샌딩:Sanding)
출력물의 표면을 거칠기를 매끄럽게 만드는 가장 기본적인 방법입니다.
사포를 사용해 겉면을 부드럽게 문질러 주면 표면이 평탄해집니다.
시작은 거친 사포(예: 200~400 그릿)로 하고,
이후 점차 미세한 사포(600 그릿 이상)를 사용,
점자척으로 고운 사포로 표면을 다듬어 마무리 합니다.
2. 에폭시 코팅 (Epoxy Coating)
에폭시 수지를 표면에 덧씌워 표면을 매끄럽게 하고,
강도를 높이며 내구성을 개선하는 방법입니다.
주로 FDM 출력물에서 사용됩니다.
에폭시 수지를 사용하면 출력물의 표면을 매끄럽고 단단하게 만들 수 있습니다.
에폭시를 발라주면 고급스러운 느낌을 줄 수 있으며, 표면의 미세한 결함을 메울 수 있습니다.
3. 프라이머 및 페인팅 (Priming and Painting)
3D 프린팅 후 출력물에 프라이머를 먼저 칠한 뒤, 원하는 색의 페인트를 덧칠하여 마감할 수 있습니다.
이 방법은 출력물이 색상이나 마감처리가 필요한 경우 유용합니다.
4. 열처리 (Heat Treatment)
출력물에 열을 가해 내부 응력을 줄이고 표면을 매끄럽게 개선하는 방법입니다.
이 방법은 주로 내구성을 높이기 위해 사용됩니다.
예를 들어, 아세톤 증기를 사용하면 PLA, ABS와 같은 재료의 표면을 부드럽게 만들어줍니다.
아세톤 증기가 출력물의 표면을 녹여서 고르게 만드는 방식인데, ABS 소재에서 효과적입니다.
.5. 화학적 후처리
[Chemical Smoothing]
일부 화학 물질(예: 아세톤)을 사용하여 출력물의 표면을 녹여 매끄럽게 하는 방법입니다.
이 방법은 주로 ABS에 적용되며, 화학적인 증기 처리로 표면을 부드럽게 할 수 있습니다.
[Vapor Smoothing]
SLA(광경화형) 프린터로 출력된 물체에 적합한 방법으로,
물체를 유기 용매의 증기로 처리해 표면을 매끄럽게 하는 방법입니다.
이 과정은 표면을 부드럽고 광택 있게 만듭니다.
6. 기계적 가공
3D 프린터로 출력된 부품을 기계적으로 가공하여 표면을 정밀하게 다듬는 방법입니다.
CNC 머신이나 밀링 머신 등을 사용하여 추가적인 정밀도를 높일 수 있습니다.
7. UV 경화 (UV Curing)
UV 경화 수지를 사용하면 출력물의 표면을 더욱 단단하고 매끄럽게 처리할 수 있습니다.
이는 특수한 UV 조명 아래서 경화시키는 방식입니다.
8. 폴리셔 표면처리 방법
▶ 폴리셔 표면처리는 금속, 플라스틱 등 다양한 재료의 표면을 매끄럽고
광택 있게 만드는 표면 처리 방법입니다.
폴리셔는 흔히 '광택기'라고도 불리며,
자동차, 항공 우주, 전자 기기 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
▶ 폴리셔 표면처리의 종류
화학적 폴리싱: 화학용액을 이용해 표면을 미세하게 용해하여 표면을 평활화하고
부동태층을 형성시켜 내식성을 증가시키는 방법입니다.
1) 로타리버퍼 방식:
회전 방식의 폴리셔로, 자동차 외관의 흠집, 이물질, 페인트 등을 제거하고 광택을 냅니다.
2) 오비탈버퍼 방식:
회전 방식의 폴리셔로, 자동차 외관의 흠집, 이물질, 페인트 등을 제거하고 광택을 냅니다.
▶ 폴리셔 표면처리의 활용
- 제품의 외관을 향상시키기 위해 사용됩니다.
- 표면 거칠기를 줄여 기능적 성능을 개선하는 데 사용됩니다.
- 미세한 결함을 제거합니다.
이 외에도 다양한 표면 처리 방법이 있지만,
사용하는 프린터와 소재에 따라 적합한 방법을 선택,
출력물의 용도와 요구되는 마감 정도에 따라
적절한 표면 처리 방법을 선택하는 것이 중요합니다.
▣ 출력물 완성을 위해
1, 서포트를 제거
2. 소재와 상황에 맞는 표면처리 방법을 적용
3. 완성된 출력물
(1) 출력물의 PLA, TPU 등 재료의 서포트(지지대) 제거
FDM이나 SLA 방식의 3D 프린팅은 출력 특성상 지지대가 함께 출력됩니다.
후가공을 통해 지지대를 제거해주어야만 원하던 결과물을 얻을 수 있습니다.
지지대가 특별히 접근하기 어려운 곳에 위치하지 않는 한 많은 노력이 필요하지는 않습니다.
(2) 사포질(샌딩)
샌딩 또한 가장 보편적인 3D 프린팅 후가공 방식 중 하나입니다.
인쇄 표면에 의도하지 않은 얼룩(blob)이나 흠집이 남을 수 있습니다.
이때 사포질을 통해 해당 부분을 매끄럽게 만들 수 있습니다.
(2)- 1 스무딩
스무딩은 ABS 프린팅 출력물에 널리 사용되는 후처리 기술입니다.
밀폐된 공간에서 ABS를 녹일 수 있는 아세톤의 성질을 이용해
ABS 출력물 표면에 보이는 레이어를 부드럽게 만들 수 있습니다.
(2)- 2 CNC 밀링
절삭가공 방식인 CNC 밀링은 적층 방식의 3D 프린팅의 정반대 원리로 작동합니다.
일반적으로 3D 프린팅 출력물 전체 표면을 밀링하는 것은
시간이나 비용 측면에서 효과적이지 않습니다.
하지만 특정 지점을 매끄럽거나 정확하게 다듬어야 하는 경우
CNC 밀링은 좋은 선택지가 될 수 있습니다.
(2)- 3 아세톤 훈증
아세톤을 이용해 출력물과 출력물을 이어붙이는 후처리 방식입니다.
보통 ABS를 재료로 하여 큰 부피의 출력물을 프린트하고 싶지만
3D 프린터의 빌드 볼륨(출력 가능한 크기)이 너무 작은 경우에 사용합니다.
아세톤은 ABS를 용해시키는 성질이 있으므로,
‘풀(glue)’과 같은 역할을 할 수 있습니다.
ABS 소재 3D 프린팅 출력물에만 적용됩니다.
(2)- 4 Chemical Dipping
화학 침지는 영어로 ‘Chemical Dipping’이며,
출력물을 표면을 화학 용액에 담가서 일부 부식시키는 방식입니다.
전문 지식이 필요하다는 어려움이 있지만, 수조에 출력물 전체를 담글 수 있기 때문에
복잡한 출력물의 표면을 후가공하기에 유용한 방식입니다.
▣ 위의 방법을 통해 표면처리가 완성되면
▶재료추가 [필링(메우기), 프라이밍, 스프레이 코팅, 금속도금, 접착 방법]를 하고
▶ 물성변경을 위해 용해(국부적인 표켠 긁힘을 해결),
쿨링(출력물의 내구성을 높이는 조작법)을 통해
▶ 3D프린팅 출력물의 표면을 매끄럽게 하고 기능을 강화시키는 공정입니다.