SLS 금속 3D프린터 원리
작성자 : designjyk 분류 : 시제품 | 3d 프린터 작성일 : 2018.02.28 15:12:42 조회 : 1769 키워드 : 소결,닌,3D프린터,시제품,레이어
(질문의 배경)
형상이 난해한 시제품의 경우 파트수를 늘려서 가공을 해야 하는데, 특히 금속재질에 경우 그 비용이 증가하게 되는데 현재 각광받고 있는 금속3D 프린터를 활용하여 시제품을 제작하고자 하는데, 그 종류와 방법에 대해 알아보고자 한다.
(SLS 3D프린터의 원리)
SLS 3D 프린터란 Selective Laser Sintering 방식을 말하는 것으로 소결방식을 이용한 3D 프린팅 방식으로, SLM 3D프린터와(Selective Laser Melting) 유사하다. Sintering 이란 소결을 뜻하는데, 소결이란 고체의 가루를 적항히 눌러 단단하게 만든 다음 그 물질의 녹는점에 가까운 온도로 가열하여 가루가 서로 접한 면에서 접합이 이루어지거나 일부가 증착하여 성형이 되는 방식을 말한다. SLS 방식에서도 원재료를 매우 고운 미세 가루 형태로 사용하며, 가열은 레이저를 이용한다.
<그림. SLS프린터의 원리 / 출처: Wikipedia>
소재(Powder)를 롤러를 이용해서 한 층씩 레이어를 만들어주고, 레이저빔을 적당한 각도로 반사시켜 선택적으로 오브젝트를 성형하게 된다. 한 층이 완성이 되면 롤러가 다시 소재를 채워주며 적층을 한다. 소재가 일종의 서포터 역할도 해주므로, Over Hang 각도가 매우 뛰어나며, 레이저를 활용한 성형방식으로 정밀도 또한 높지만, 속도는 느린 편이다. 주의해야 할 점으로는 레이저를 사용하지 않고, 접착이나 여타의 방법으로 조형하는 3D프린터는 SLS 방식이라고 하지 않으며, 레이어가 존재하므로 금속 다이캐스팅과 같은 마감이나 강도를 기대하기 힘든 점은 앞으로 해결해야할 단점으로 남아있다.
(SLS 3D프린터의 활용)
선택적 레이저 소결’이라고도 하는 SLS 기술은 미세한 분말을 도포한 후 모형으로 만들 부분에만 레이저를 쏘여 굳힌다는 의미다. 플라스틱에서 금속에 이르기까지 레이저로 소결할 수 있는 소재라면 무엇이든 SLS 방식의 3D프린터에 활용할 수 있다는 점에서 완성되는 모형의 종류를 다양화할 수 있다. 다른 방식의 3D프린터보다 물체를 완성하는 데 걸리는 시간이 빠르다는 점도 SLS 방식의 장점으로 평가된다. 또 다른 기술에 비해 상대적으로 정밀한 모형을 제작할 수 있다. 하지만 SLS 방식의 3D프린터는 장비 가격이 매우 비싸다. 보통은 수천만 원에서 비싼 것은 억대에 이르기도 한다. 이 때문에 정밀한 모형을 제작해야 하는 실제 산업계나 제조업체에서 주로 쓰인다.
<그림. SLS 3D프린팅 / 출처:www.3ders.org>
Tip
금속재질의 부품의 경우 시제품 생산시 비용이 비싸며, 작을 경우 그 가공이 난해한데, SLS 금속 3D프린터의 경우 이를 대체 할 수 있습니다.
<참고자료·문헌>
- 유튜브 동영상<헤라시보리가공>
- 네이버 지식백과 / 3D프린팅 기술이란 무엇인가
- https://www.youtube.com/watch?v=L3ZdnCsjmI4 [(주)한국기술 3D프린터 제작방식 소개] Selective Laser Sintering - SLS (3D Systems)
<전문용어>
SLS, 레이어, 소결, 금속3D프린터