3D프린팅의 방식과 소재(1)

**얼마 남지 않은 3D 프린팅 운용 기능사 시험에 대비해서 복습하는 의미에서

프린팅 방식과 소재에 대해 다시 올려봅니다.

 

▶ SOLID.

* 재료압출방식(ME, Material Extrusion, )

----------용융 적층 모델링((FDM, Fused Deposition Manufacturing)

* 시트 적층 방식(SL, Sheet Lamination)

----------개체 집합 조형( LOM, Laminated Object Mnufacturing)

----------선택적 박판 적층(SDL, Selective Deposition Lamination) *

2020/05/30 - [3D프린팅의 기본상식들] - 1. 3D 프린팅 기술방식-FFF

▶LIQUID

* 광중합 방식(PP. Photo Plymerization)

---------- 광경화성 수지 조형(SLA, StereoLithographyApparatus)

-----------디지털 광원 처리(DLP, Digital Light Processing)

-----------연속 액체 계면 생산(CLIP, Continuous Liquid Interface Production)

 

* 재료 분사방식(MJ, Material Jetting)

----------폴리젯(Polyjet, Photopolymer Jetting)

----------멀티젯 조형(MJM, Multi Jet Modeling)

 

▶POWDER.

* 접착제 분사방식(BJ, Binder Jetting)

----------컬러 젯 조형(CJP, Colorjet Printing)

 

* 분말 적층 용융방식(PBF, Power Bed Fusion)

----------선택적 레이저 소결방식(SLS, Selective Laser Sintering)

----------전자빔 용융방식(EBM, Election Beam Meltion)

----------직접 금속 레이저 소결방식(DMLS, Direct Metal Laser Sintering)

----------선택적열 소결방식(SHS, Selective Heat Sintering)

----------선택적 레이저 용융방식(SLM, Selective Laser Melting)

 

* 고에너지 직접 조사방식(DED, Direct Energy Deposition)

----------직접금속증착(DMD, Direct Metal Eeposition, or DMT)

 

3D 프린팅의 종류	소재	특징	단점
FDM 용융압출 조형방식	ABS,PLA 음식, 시멘트, 세라믹	열가소성수지를 노즐안에서뇩여 얇은 필름형태로  적층하는 방식, 스트라타시스에서 발명, 특허권 종료로 인해 오픈소스로 공유되어 가장 대중적인 방식으로 가격이 저렴하고 강도는 높다.	느린 출력속도, 낮은 퀄리티, 후가공이 가장 많이 필요
SLA 광경화 수지 조형방식	액체레진	액체 광경화성 수지가 담긴 수조안에 저전력 고밀도의 UV레이저를 투사하여 경화시키는 방식. 3D System의 대표적 기술, 정밀도와 표면조도가 높음	강도가 낮다
SLS 선택적 레이저 소결 방식	ABS, PLA 왁스, 금속, 유리	분말기반, 선택적 레이저 소결방식, 대량의 작은 플라스틱 분말, 세라믹 금속, 유리 분말을 레이저로 녹인 뒤 응고시켜 입체적으로 조형하는 방식. 독일 EOS사의 대표 기술.	비싼제품가격, 비싼소재 등으로 고비용의 유지비
DLP 광학 적층방식	Liquid Photopoly mer	SLA 방식에 비해서 제작 속도빠름 독일Envision TEC의 Perfactory제품, 이탈리아  DWS제품이 유명 쥬얼리, 피규어, 정밀전자부품 제작에 쓰임.	대형 사이즈 제작에 한계
LOM	metal,sheet,Plastic, film	적층물 제조 방식, 디자인한 모델의 단면 모양대로 잘려진 점착성 종이, 플라스틱, 금속판 등을 접착한 체로 적층시키는 조형 방식, 종이재료 베이스인 경우 색깔 표현에 자유롭다.	제품의 강도가 제일 약함
EBM 전자빔 용해 분사방식	금속	금속 파우더를 전자빔으로 용해하여 제작, 재료강도 매우 우수.	초고가의 장비,소재가격 및 유지비용 매우 비쌈

2020/05/31 - [3D프린팅의 기본상식들] - 3. 소재

2020/06/09 - [3D프린팅의 기본상식들] - 3장. 3D프린팅 기술의 종류

3장. 3D프린팅 기술의 종류

 

1. 액체 기반 기술

■ 광중합 방식(Photo Polymerization, PP

-----SLA : Stereolithorgraphy Apparatus

-----DLP : Digital Light Processing

-----연속 액체 계면 방식(Continuous Liquid interfce Production, CLIP)

 

■ 재료 분사 방식(Material Jetting, MJ)

-----폴리젯 (Polyjet :Photopolymer Jetting)

-----멀티 젯 조형(MJM : Multi Jet Modeling)

 

■ 광중합 방식(PP. Photo Plymerization)

■ 광경화성 수지 조형(SLA, StereoLithographyApparatus)

 

2. 고체 기반 방식

고체 재료인 필라멘트(Filament)나 와이어(wire), 펠렛, 시트(Sheet)등을 높은 온도로 용융시켜 압출 

시키거나 접착제를 이용해 필름을 접착시킨 후 정밀 커팅을 통해 입체 물체를 제작하는 기술이다.

 

■ FDM / FFF

(Fused Deposition Manufacturing  / Fused  Filament  Fabrication)

가장 대중적인 FDM(용융 적층 조형) 방식의 3D 프린터는 철사처럼 가늘게 만들어진 필라멘트를 녹여 한층 한층 쌓아서 출력물을 만든다.

 

1.1 재료 압출 방식(Material Extrusion, ME)

- 가장 보편화된 방식

- 열가소성 수지를 가열하여 녹이면서 조형을 진행한다.

 

FDM방식의 적층 방식의 모델 조형원리

출처 : 고현정 지음, 미래를 바꿀 3D 프린팅, 정보문화사

 

1.1.1 용융 적층 모델링(FDM)

* 1988(미) 스칸크럼에 개발, 스타라타시스 통해 상용화-상표권 보유

* 렙랩-FFF(Fuser Filament Fabrication, 용융 적측 조형) 단어 사용

* FDM, FFF 동일방식 지칭

 

▶FDM 방식 

3D 모델링 파일 → G-CODE로 변환

→3D 프린터(X, Y, Z축의 이송명령과 익스트루더(Extruder, 압출 기계)에 사출 명령을 내리는

일련과정을 반복 → 3차원 조형 완성

 

▶G-CODE

* 1950년대~산업 현장에서 사용

* 절삭가공기계인 CNC 머신류에 사용되는 수치제어 가공기계를 위한 입력 명령어

* 3D 프린터의 X.Y.Z축의 움직임과 동작, 모터의 설정 등 프린터를 제어하는 명령

 

FDM 방식 : ABS, PLA, PVA, PC, 폴리에틸렌, 왁스, 스페셜 소재 등 다양한 재료 사용된다.

장점 : 장비 가격, 유지보수 비용 저렴.

-------기구부 구조, 프로그램이 간단하다.

단점 : 출력 속도 느림.

-------적층 형태의 무늬로 인해 표면 정밀도가 떨어진다.

-------같은 소재 사용시 파트와 파트 서포트를 제거해야 하는 번거로움이 있다.