3D 프린팅이란 무엇입니까?

3D 프린팅은 디지털 파일에서 3차원 물리적 개체를 생성하는 제조 프로세스입니다. 이 공정을 적층 제조라고 하며, 이는 재료가 제거되지 않고 추가된다는 의미입니다.

3D 인쇄를 사용하면 CAD 소프트웨어로 알려진 모델링 프로그램에서 3D 디지털 디자인을 만든 다음 3D 프린터를 사용하여 재료 레이어를 생성하여 완성된 개체를 형성합니다. 기업, 연구원, 의료 전문가, 취미 활동가 등이 다양한 응용 분야에 3D 프린팅을 사용합니다.

3D 프린팅이 어떻게 생겨났는지, 어떻게 작동하는지, 무엇에 사용되는지, 이 기술의 미래는 어떻게 되는지 살펴보세요.

3D 프린팅은 좋아하는 영화의 일부일 수 있습니다. 블랙 팬서와 같은 영화의 소품 , 아이언맨 , 어벤져스 , 및 스타워즈 3D 프린팅을 사용하여 세트 디자이너가 쉽고 저렴하게 소품을 만들고 다시 만들 수 있습니다.

3D 프린팅의 역사(그리고 미래)

1980년대 초반에 3D 프린팅 기술이 등장했지만 쾌속 조형 기술 또는 RP로 알려졌습니다. 1980년 일본의 Dr. Kodama가 RP 기술에 대한 특허를 출원했지만 프로세스가 완료되지 않았습니다.

1984년 Charles "Chuck" Hull은 UV 광을 사용하여 재료를 응고시키고 3D 물체를 레이어별로 생성하는 광조형(stereolithography)이라고 하는 프로세스를 발명했습니다. 1986년에 Hull은 광조형 장치 또는 SLA 기계에 대한 특허를 받았습니다.

Chuck Hull은 세계에서 가장 큰 3D 기술 회사 중 하나인 3D Systems Corporation을 설립했습니다.

다른 3D 프린팅 공정과 기술이 같은 시기에 개발되고 있었고 1990년대와 2000년대 초반에 계속해서 추가 개선이 이루어졌습니다. 그럼에도 불구하고 3D 프린팅 기술의 주요 초점은 프로토타입 제작과 산업용 애플리케이션이었습니다.

3D 인쇄 기술은 2000년 3D 인쇄 신장이 처음 만들어졌을 때 주류 언론에 주목받기 시작했습니다. 3D 신장 이식은 2013년이 되어서야 성공했습니다. 2004년 RepRap 프로젝트에서 3D 프린터로 인쇄했습니다. 또 다른 3D 프린터. 2008년에는 최초의 3D 인쇄 의수를 통해 더 많은 언론의 주목을 받았습니다.

2018년에 가족이 이사한 3D 인쇄 주택을 포함하여 다른 3D 발전이 빠르게 뒤따랐습니다.

오늘날 3D 프린팅은 프로토타입과 산업 제조에만 국한되지 않습니다. 취미 생활자, 과학자 및 그 사이의 모든 사람들은 제품 제조, 소비재, 의료 발전, 교육 자료 등에 3D 프린팅을 사용합니다. 일상적인 소비자에게 점점 더 유용해지고 있습니다.

예를 들어, Remi의 CEO인 Oscar Adelman은 이 프로세스가 치과 산업에서 점점 더 대중화되고 있다고 말합니다. 3D 프린팅의 정확도는 매우 인상적이며 치과 고객들이 기존 치과 진료소 가격에 비해 제품 비용을 최대 80%까지 절감할 수 있도록 도와줍니다.

"인쇄 기술이 더 빠르고 저렴하며 일반화됨에 따라 치과 부문과 같은 산업이 일상적인 절차에서 이 기술에 더 많이 의존하는 것을 보게 될 것입니다."라고 그는 말합니다.

시간이 지남에 따라 모양이 변할 수 있는 인쇄된 개체와 함께 4D 인쇄도 진행 중입니다.

3D 프린터 작동 방식

FFF(Fused Filament Fabrication)라고도 하는 FDM(Fused Deposition Modeling)을 비롯한 여러 유형의 3D 프린팅 기술이 있습니다. FDM은 가장 일반적이고 인기 있는 방법이며 가장 저렴한 3D 프린터에 사용됩니다.

FDM 프린팅 방식은 플라스틱 재질의 필라멘트를 약간 실처럼 사용합니다. 필라멘트는 롤에서 가열된 헤드로 공급되어 플라스틱을 녹입니다. 헤드는 녹은 플라스틱을 기계의 베드 위로 밀어냅니다. 머리가 2D로 침대 위로 이동하여 재료의 첫 번째 레이어를 증착합니다.

첫 번째 레이어가 완성되면 머리가 첫 번째 레이어의 두께만큼 위로 이동하고 그 위에 다음 레이어를 배치합니다. 빵 한 덩어리를 한 조각씩 굽는 것처럼 부품이 겹겹이 쌓여 있습니다.

인기 있는 FDM 3D 프린터에는 MakerBot과 Ultimaker가 있습니다.

3D 프린터 사용 예

다음은 FDM 프린터에서 간단한 3D 인쇄가 작동하는 방식을 살펴보겠습니다.

1. 인쇄할 3D 모델을 다운로드하거나 직접 디자인하세요.

   Thingiverse 또는 GrabCAD에서 다운로드 가능한 모델을 찾으십시오. 모델을 직접 디자인하려면 SketchUp 또는 Blender를 사용해 보세요. 엔지니어링 부품의 경우 SolidWorks와 같은 CAD 소프트웨어를 사용해 보십시오.

2. 아직 변환되지 않은 경우 모델을 STL 파일과 같은 3D 인쇄 형식으로 변환합니다.

3. MakerWare, Cura 또는 Simplify 3D와 같은 슬라이싱 소프트웨어로 모델을 가져옵니다.

   MakerWare는 MakerBot 3D 프린터와 함께 작동합니다. Cura 및 Simplify 3D는 대부분의 3D 프린터에서 작동하는 G 코드를 생성합니다.

4. 슬라이싱 소프트웨어에서 빌드를 구성합니다. 3D 프린터에서 모델의 방향을 결정하는 방법을 결정합니다. FDM의 경우 지지 구조가 필요하므로 45도보다 가파른 돌출부를 최소화하십시오.

   방향을 결정할 때 레이어가 쉽게 분리되지 않도록 모델을 로드하는 방법을 고려하세요.

   

   시간과 재료를 절약하기 위해 모델은 일반적으로 솔리드가 아닙니다. 채우기 비율(일반적으로 10~35%), 주변 레이어 수(일반적으로 1 또는 2), 하단 및 상단 레이어 수(일반적으로 2~4)를 지정합니다. 3D 프린팅용 모델을 준비할 때 고려해야 할 다른 사항이 있습니다.

5. 일반적으로 G 코드 파일인 프로그램을 내보냅니다. 슬라이싱 소프트웨어는 모델과 사용자가 지정한 빌드 구성을 일련의 지침으로 변환합니다. 3D 프린터는 이를 따라 부품을 만듭니다.

6. SD 카드, USB 또는 Wi-Fi를 사용하여 프로그램을 3D 프린터로 전송합니다.

7. 3D 프린터로 모델을 인쇄합니다.

   

8. 3D 프린터가 모델 제작을 마치면 모델을 제거하고 청소할 수도 있습니다. 모든 지지 구조를 부수고 고운 사포로 남아 있는 덩어리를 문지릅니다.

기타 유형의 3D 인쇄 기계

FDM 프린터 외에도 3D 프린팅 방법에는 SLA(광조형술), DLP(디지털 광 처리), SLS(선택적 레이저 소결), SLM(선택적 레이저 용융), LOM(적층 물체 제조) 및 EBM(디지털 빔 용융)도 포함됩니다. .

SLA는 가장 오래된 3D 프린팅 기술이며 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다. DLP는 조명과 폴리머를 사용하는 반면 SLS는 레이저를 전원 공급 장치로 사용하여 강력한 3D 인쇄 개체를 만듭니다. SLM, LOM 및 EBM은 대체로 인기가 떨어졌습니다.

3D 프린팅의 미래

3D 프린팅이 우리의 정확한 사양에 따라 즉시 제작되는 주문형 맞춤형 제품의 미래로 이어질까요? 아직 불명확하지만 3D 프린팅 기술은 빠르게 성장하고 있으며 많은 분야에서 사용되고 있습니다.

가옥의 3D 프린팅, 신장과 팔다리와 같은 신체 장기 및 기타 발전은 전 세계 사람들의 삶을 개선할 잠재력을 가지고 있습니다.