3D 프린팅 기법 및 기술 분류
작성자 : nhk2050 분류 : 연구개발 | IT 작성일 : 2018.02.23 10:49:04 조회 : 1123 키워드 : 4차산업혁명,프린팅기법,3D프린팅,기술분류,유형분류
(질문배경)
현재 제조업에서 주로 이용되는 생산방식은 큰 원재료를 자르거나 다듬는 절삭가공방식이다. 그러나 고객들의 요구가 다양해지고 제품 생산 경향이 기존의 대량생산이 아닌 다품종 소량생산으로 변화됨에 따라서, 3D 프린팅기술의 산업적 응용을 넘어서 기계나 부품 생산뿐만 아니라 의료, 식품, 패션에 이르기까지 3D 프린팅기술을 이용한 시제품들이 언론상에 보도되고 있다. 이에 따라서 전 세계적으로 3D 프린팅기술은 4차 제조산업혁명을 주도할 기술로 주목받고 있다.
( 기존 제조방법과 3D 프린팅과의 비교)
(3D 프린팅의 기법 및 기술 분류)
3D 프린팅 기술은 적층 제조기술(AM: Additive Manufacturing)이라고도 하며, 상기 그림에 나타나 있듯이 기존의 재료를 절삭이나 드릴을 통해 입체물을 제조 및 조립하는 방식에서 벗어나 다양한 방법의 적층 (additive)방법을 통해 3차원의 입체물을 제조하는 방법이다. 기존의 제조 공정과는 다르게 조립비용을 크게 낮출 수 있으며, 현재의 절삭 위주인 기존의 제조 공정기반 대량 생산을 대체하기 위한 3D 프린팅기술에 대한 연구가 진행 중에 있다. 따라서, 본 3D 프린팅기술의 경우 맞춤형 다품종 소량 생산에 적합하며, 이와 동시에 소비자가 직접 상품을 만드는 것이 가능해지므로 중요한 활용 분야 중 하나로 환자 개인의 몸에 맞는 부품(Customized Part)이 필요한 의료 분야를 꼽을 수 있다. 이 3D Printing에 사용되는 소재로는 아래 그림에 나타냈듯이 엔지니어링 플라스틱, 유리, 탄소 복합제와 같은 복합재료 등 거의 모든 재료가 사용되고 있으며, 와이어, 분말, 필름을 레이저 열원이나 가열된 롤을 가압하여 적층하며 기술적으로 완성단계에 가까이 와 있는 편이다. 그러나 금속 소재의 경우 아직 기술개발의 초기 단계에 있으며, 이종재료 적층, 고정밀 적층, 적층률 향상에 초점, 와이어나 분말을 레이저나 전자빔, 플라즈마 열원으로 용융 또는 소결하여 적층, 금속 포일 상부에 초음파 롤을 가압하여 적층, 스프레이로 분사하여 적층하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 모델링-프린팅-피니싱의 과정을 거쳐 3D프린팅이 이루어지며, 다양한 방법의 적층 방법이 개발되어 적용되고 있다. 구체적으로 적층방식 및 사용되는 재료에 따라서 다양한 기술들이 존재하며, 현재에는 정밀성 및 효율성이 높은 선택적 레이저 소결 조형(Selective laser sintering), 압출 적층 조형(Fused deposition model) 방식(아래 표 참조)의 3D 프린터가 전 세계 시장에서 제품들의 주류를 형성하고 있다.
( 3D 프린팅 소재)
( 3D 프린팅기술의 유형 분류)
Tip
3D printing 기술은 기존의 산업적 응용을 넘어서 현재 제조업의 혁명을 가져올 차세대 기술로 주목 받는 3D 프린팅의 기법 및 기술 분류에 대해 알아 두자.
<참고자료>☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료
www.3dpkorea.co.kr/wp-content/uploads/2015/11/ksme-3dprinting.pdf
<전문용어>
3D printing 기술, 프린팅 소재, 3D 프린팅기술의 유형 분류