딸깍. 3D 프린팅으로 만든 부품을 조금만 더 힘껏 구부리려다 들리는 소리입니다. 대부분의 사람들이 한 번쯤 겪어본 경험일 겁니다. 부품이나 연결부를 테스트하다가 무심코 세게 누르거나 당기는 순간, 공들여 만든 작품이 부러져 버리는 것이죠. 3D 프린팅 재료의 강도에 대해 미리 공부하는 것도 도움이 되겠지만, 약간의 창의성만 발휘하면 소중한 3D 프린팅 오브젝트를 보존하고 강화할 수 있는 또 다른 방법이 있습니다. 바로 '도금(Plating)'의 세계입니다.
3D 오브젝트 전해 도금(Electroplating)
도금 기술은 무려 200년 넘게 이어져 온 역사를 가지고 있습니다. Lifewire.com의 발명 전문가 메리 벨리스(Mary Bellis)가 집필한 『전해 도금의 역사(The History of Electroplating)』에 따르면, 이탈리아의 화학자 루이지 브루냐텔리(Luigi Brugnatelli)가 1805년 전해 도금 기술을 최초로 발명했다고 합니다.
3D 설계 소프트웨어의 발달로 오브젝트 제작이 한결 쉬워졌습니다. 많은 창작자들이 백지 상태에서 출발해 디지털 모델을 만들고, 그대로 출력하는 과정을 거칩니다.
하지만 아티스트 아담 무가베로(Adam Mugavero)는 이와는 다른 방식으로 작업을 시작합니다. 그는 목공예가로서, 희귀목부터 일반 목재까지 다양한 나무를 활용해 세상에 단 하나뿐인 예술 작품을 만듭니다. 특히 안경 제작에 특화되어 있는데, 고객의 의뢰를 받아 '쁘띠 꾸뛰르(couture pieces)'라 부르는 주문 제작 안경을 선보입니다. 흑단, 퍼플하트 등 아름다운 목재를 소재로 한 쌍의 안경을 정성껏 수공예로 빚어냅니다.
목공예가 완성되면, 그는 이 나무 작품을 3D 스캔한 뒤 오토데스크 퓨전360(Autodesk Fusion 360)으로 불러와 디자인을 더욱 정교하게 다듬습니다. 이후 스트라타시스(Stratasys) Objet 프린터로 모델을 3D 프린팅합니다.
그리고 여기서 가장 흥미로운 부분, 즉 도금 기술을 탐구하게 된 이유가 등장합니다. 플라스틱으로 출력한 모델에 전해 도금을 입혀 강도를 높이고, 독창성을 더하고, 자신이 원하는 정확한 외관을 구현하는 것입니다. 일종의 '플라스틱에 금속을 입히는' 작업인 셈입니다. 그는 다양한 종류의 금속을 사용하며, 도금 전문 업체와 긴밀히 협업하고 있습니다.
무전해 도금(Electroless Plating)
무전해 도금은 화학적 도금 또는 자기촉매 도금 방식을 활용합니다. 수용액 속에서 화학 반응이 일어나면서 금속 분자가 플라스틱 분자와 결합하는 원리입니다. 위키백과(Wikipedia)에 따르면 "가장 널리 쓰이는 무전해 도금 방식은 무전해 니켈 도금이며, 천사 도금(Angel gilding) 기법처럼 은, 금, 구동층 역시 같은 방식으로 적용할 수 있다. 전해 도금과 달리 용액에 전류를 통과시키지 않고도 침착층을 형성할 수 있다"고 설명합니다.
리플리폼(RePliForm)이라는 회사가 전해 도금과 무전해 도금 두 가지 공정을 모두 활용해 도금된 부품 결과물을 담은 훌륭한 영상을 공개했습니다. 사용하는 공정에 따라 서로 다른 두께의 금속을 적용할 수 있으며, 구리와 니켈 두 금속의 두께를 목적에 맞게 조절해 부품별 최적의 결과를 얻어냅니다. 'RePliForm의 3D 프린팅 플라스틱 금속 도금' 영상을 통해 직접 확인해 보시길 권합니다.