3D 프린팅이란 무엇입니까?

3D 프린팅은 "층층을 쌓아 개별 물리적 개체를 만드는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?"라는 질문에 대한 답을 모두 시도하는 기술 모음입니다. 3D 프린팅을 사용하면 일반적으로 한 조각씩 빵 한 덩어리를 만듭니다.

기술은 모두 다르게 작동하지만 가장 일반적인 FDM(Fused Deposition Modelling) 중 하나는 플라스틱 필라멘트(일반적으로 ABS, LEGO를 만드는 것과 동일한 플라스틱)를 공급하는 인쇄 헤드와 함께 작동합니다.

소프트웨어에서 3D 파일을 검사하여 인쇄 가능한지 확인합니다.

그런 다음 소프트웨어는 파일을 슬라이스하여 시스템으로 보냅니다.

플라스틱 필라멘트가 인쇄 헤드를 통해 공급됩니다.

필라멘트가 녹고 헤드가 빌드 플랫폼에 쌓입니다.

머리는 물체의 아래쪽 조각을 구성하도록 재료를 배치하면서 이동합니다.

헤드가 시작 위치로 돌아가고 제작 플랫폼이 내려갑니다.

그런 다음 헤드는 첫 번째 레이어 위에 새 레이어를 만들고 개체가 완료될 때까지 반복합니다.

DIY 시뮬레이션을 위해 손에 치약 튜브를 짜십시오.

와인 잔 모양을 만들려면 문제에 직면하게 됩니다. 유리 그릇을 인쇄하려면 플라스틱이 사방으로 퍼질 것입니다. 이 때문에 고급 기계(및 곧 데스크톱 기계도 포함)도 서포트 재료를 배치합니다. 지지 재료와 함께 프린트 헤드에는 2개의 압출기가 있는데, 하나는 제작 재료를 증착하고 다른 하나는 지지 재료를 침전시킵니다. 따라서 와인 잔을 만들 때 실제로 유리 그릇의 가장 먼 부분까지 확장되는 실린더 모양을 만들 것입니다.

프린트 헤드는 결국 와인 잔이 될 레이어 부분의 빌드 재료를 압출하고 많은 지지 재료도 압출하므로 돌출된 구조가 구축되어야 하면 그 위에 빌드 재료를 빌드할 수 있습니다. 따라서 와인 잔이 들어있는 플라스틱 실린더가 생깁니다. 그런 다음 물을 사용하거나 솔벤트 욕조(많은 방법이 있음)를 사용하여 서포트 재료를 씻어내고 최종 물체를 남길 수 있습니다.

다음은 이 프로세스가 어떻게 작동하는지 보여주는 비디오입니다(공개, 비디오는 내가 근무한 회사인 Materialize에서 제작함).

다음은 Shapeways의 또 다른 비디오입니다(공개, 저도 그곳에서 일했습니다). 일부 지원 자료 및 제거 방법을 보여줍니다.

FDM은 높은 치수 정확도를 제공하지만 부품은 일반적으로 다른 기술로 만든 부품보다 덜 매력적입니다.

선택적 레이저 소결

 

 

선택적 레이저 인터링 또는 레이저 소결은 미세 플라스틱 분말(나일론과 유사한 PA12)이 증착되고 레이저가 모델이 될 부품을 소결하는 다른 공정입니다. 나머지 분말은 지지대 역할을 합니다. 그런 다음 새 레이어가 적용되고 프로세스가 반복됩니다. 그런 다음 부품을 고정하는 미세한 분말 블록이 남습니다. SLS는 청바지와 같은 느낌이 나고 기계적 특성이 우수하지만 재료가 다공성이므로 먼지와 액체를 흡수합니다. 위는 SLS로 제작된 UAV 날개입니다.

DMLS

 

 

동일한 방식으로 작동하지만 티타늄 분말을 사용하는 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)를 사용하여 티타늄과 강철을 3D 프린팅할 수도 있습니다. 여기에서 턱 임플란트가 어떻게 만들어지는지 볼 수 있습니다.

DMLS는 금속 부품과 매우 높은 강도를 제공하지만 소결되지 않은 분말에서 나오는 지지 외에도 부품에 작용하는 고온으로 인해 추가 지지 구조를 만들어야 합니다. 플렉스 또는 기타 공작 기계를 사용하여 손으로 제거해야 합니다.

EBM

 

 

EBM(Electon Beam Melting)은 지향성 전자 빔으로 작동합니다. EBM은 다른 프로세스보다 표면 질감이 거칠지만 임플란트에 이상적입니다. 매년 30개가 넘는000 정형외과 임플란트가 EBM으로 만들어집니다.

3D 프린팅

 

모든 3D 프린팅 기술의 실제 정확한 이름은 적층 제조이지만 대중은 3D 프린팅을 용어로 선택했습니다. 3D 인쇄는 실제로 인쇄 헤드(Hewlett-Packard 프린터와 동일)가 분말 층 위로 이동하여 이 재료를 바인더로 결합하는 MIT 3D 인쇄 특허에서 파생된 한 세트의 기술 이름입니다. 이 프로세스로 컬러를 인쇄할 수 있으며 이것이 Zcorp 기계가 하는 일입니다. 동일한 기술을 사용하지만 프로세스가 더 복잡한 ExOne은 금속을 인쇄할 수 있습니다. Zcorp 부품은 색상이 있지만 깨지기 쉽습니다. ExOne은 금속 부품을 저렴하게 만들지만(스틸 결혼 반지는 8달러) 치수 정확도가 낮고 상대적으로 시간이 많이 걸립니다.

Voxeljet은 동일한 기술을 사용하여 모래와 PMMA를 인쇄하고 이 프로세스는 많은 펌프 및 기타 산업용 기계를 주조하는 데 사용됩니다. Voxeljet은 현재 4 x 2 x 1미터의 빌드 볼륨을 가진 세계에서 가장 큰 3D 프린터를 보유하고 있습니다.

 

스테레오리소그래피

 

스테레오리소그래피는 실제로 상용화된 최초의 기술이며 3D Systems의 Chuck Hull이 발명했습니다. 레이저가 축적되고 레진 욕조에 물체가 생깁니다. 이 프로세스는 매우 매끄럽고 보기 좋은 부품을 제공하지만 후경화 단계가 필요하고 지지 구조를 손으로 제거해야 합니다. 위의 사진에서 투탕카멘 왕의 미라 복제품을 지탱하는 지지 구조물을 볼 수 있습니다(머리를 지탱하는 격자 지지 구조물 참고). SLA 부품은 또한 일반적으로 실제 세계의 마모에 대한 저항력이 낮고 완성되었을 때 보기 좋고 멋져 보이기 때문에 프로토타입과 같은 용도로 사용됩니다. 아래에 보이는 Citroen GT 자동차 인테리어와 대시보드의 예인 비디오는 SLA로 만든 램프를 보여줍니다.

 

엔비전텍

 

(공시, 저는 현재 Envisiontec에서 컨설팅 업무를 수행하고 있습니다.) 거의 모든 3D 프린팅 기술이 레이어별로 작동하는 반면 예외가 있습니다. Envisiontec에서는 디지털 조명 처리가 사용됩니다(DLP 프로젝터 및 DLP TV에서 볼 수 있는 것과 동일한 기술). 액상 수지는 그 위에 복셀(체적 픽셀)의 이미지를 투사하는 DLP 프로젝터에 의해 경화되고 단단해집니다. 출력된 복셀의 크기와 모양은 이미지에 따라 다를 수 있습니다. 엔비전텍은 정말 큰 것을 만들 수는 없지만 맞춤형 보청기, 치과용 임플란트, 보석용 몰드와 같은 작고 매우 섬세한 것은 만듭니다. 위에서 보청기 빌드 트레이를 볼 수 있습니다. 10개가 넘는000,000 쌍의 보청기가 3D 프린팅되었습니다. 두 번째 비디오는 독일어로 되어 있지만 치과의사들이 이 기술을 어떻게 사용하고 있는지 보여줍니다.

 

오브제

Objet은 포토폴리머가 잉크젯 프린팅 헤드에 의해 증착될 때 작동합니다. 결과 레이어는 UV 램프로 경화됩니다. 전통적으로 Objet의 문제는 그것으로 만든 부품이 매우 약하다는 것이었지만 그들은 재료를 개선해 왔습니다. Objet의 가장 흥미로운 점은 다중 재료 3D 프린팅을 할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 다양한 밀도와 경도로 물건을 만들 수 있습니다. 아래의 면도기 손잡이는 부분적으로는 유연하게, 다른 부분에서는 단단하게 만들 수 있으며 잡고 있는 부분에 부드러운 패드를 두어 모두 한 번에 인쇄할 수 있습니다(재미있게도 아래 면도기는 저작권 침해 사례가 될 수 있습니다. 3D 프린팅된 면도기의 3D이므로 이것은 당신이 만들 수 없는 모양이라는 것을 의미할 수 있습니다. 특허 EP2266727A1 - 기능성 면도기 카트리지를 형성하는 방법 및 기능성 면도기 카트리지)

 

3D 프린팅이 유용한 이유는 무엇입니까?

3D 프린팅을 사용하면 초기 비용 없이 독특한 모양을 빠르게 만들 수 있습니다. 전통적인 대량 제조에서는 금형과 도구를 만드는 데 8주가 걸리며 중국에서 물건이 도착하기까지 8주를 기다려야 합니다. 금형 비용은 $10000에서 $200000까지 들 수 있지만 일단 이 금형을 만드는 데 시간과 비용을 투자하면 100만 개의 동일한 것을 빠른 속도로 토해낼 수 있습니다. 매우 저렴한 비용.

3D 프린터를 사용하면 물체가 기계에서 개별적으로 제작되어야 합니다. 디자인이 있는 즉시 인쇄를 시작할 수 있습니다. 그러나 재료 비용과 기계 비용 및 부품이 기계에서 차지하는 공간(구매, 내부 부피 및 속도)으로 인해 귀하의 제품은 일반적으로 사출 성형 품목보다 더 비쌉니다. 따라서 3D 인쇄 램프는 80달러, 사출 성형 램프는 1달러입니다. 그러나 3D 프린팅을 사용하면 이 램프의 수천 가지 변형을 만들고 추가 비용이나 시간 없이 이들 모두를 인쇄할 수 있으며 각 비용은 $80입니다(램프가 클수록 더 비싸고 디자인을 사용자 지정하는 데 비용이 발생할 수 있음).

3D 프린팅은 독특한 것을 만드는 데 탁월합니다. 한 번만 만들어야 하는 것, 개성 있는 것, 한 사람에게만 아름다워야 하는 것.

3D 프린팅이 혁신적인 이유는 무엇입니까?

3D 프린팅을 사용하면 고객 가까이 또는 집에서도 프린팅할 수 있습니다. 우리 주변의 많은 것들이 대량 생산되기 때문에 이런 것들은 형편없습니다. 이러한 대량 제조 공정이 작동하는 방식이기 때문에 수백만 개를 생산해야 합니다. 그래서 그들은 누군가의 필요를 충족시키지 않고 많은 사람들에게 어필하기 위한 것입니다. 3D 프린팅을 사용하면 독특한 물건을 만들고 디자인할 수 있으며 한 사람을 위한 물건을 만들 수 있습니다. 다른 방법으로는 만들 수 없는 모양도 만들 수 있습니다. 다르게 제조함으로써 주문형으로 제품을 생산하거나 지속적으로 더 나은 제품을 만들면서 디자인을 반복하고 테스트할 수 있습니다. 우리는 또한 함께 작업하고 설계를 공유하고 소프트웨어를 사용하여 개선할 수 있으며 그렇게 함으로써 모든 것의 품질을 개선할 수 있습니다. 우리는 또한 제조업을 민주화하고 잠재적으로 누구나 무엇이든 만들 수 있게 할 것입니다. 이것은 우리 세계에 근본적인 영향을 미칠 것입니다.

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3D 프린팅이 3차 산업혁명이라고 불리는 이유는 무엇입니까?

3D 프린팅 산업

3D 프린팅 산업은 $2,000,000,000 산업으로 1989년 이후 매년 매출이 26%씩 성장하고 있습니다. 미디어는 거의 가정용 3D 프린팅에 초점을 맞추고 있습니다. 전체 산업은 B2B입니다.

많은 회사에서 3D 프린터를 사용하여 프로토타입을 제작합니다. 이를 사용하여 디자인을 테스트하고 제품을 더 빠르게 개발합니다. 다른 회사에서는 이 기술을 단기 부품, 예비 부품 또는 소량 생산에 사용합니다. 그것은 자동차 경주에서 부품을 만들고 자동차 사용자 정의 및 Veyron 대시보드와 같은 것들에 사용됩니다. Dreamliner와 Airbus A380의 부품은 3D 프린팅되어 의료 프로토타입, 수술 가이드 및 임플란트에 사용됩니다. 특정 디자인의 고유한 항목이 필요한 곳이면 어디든지 3D 프린팅을 찾을 수 있습니다. 그 핵심에서 3D 프린팅의 약속은 우리가 무엇이든 꿈꾸고 만들 수 있게 해주는 소원 성취 기술입니다.

3D 프린팅의 한계는 무엇입니까?

기계는 너무 비싸고 신뢰할 수 없습니다.
재료가 충분히 강하지 않습니다.
많은 3D 프린팅 부품이 보기에 좋지 않습니다.
3D 프린팅을 위한 설계는 너무 어렵습니다.
빈 캔버스 문제는 우리가 종종 영감을 얻지 못하거나 실제로 무언가를 만드는 것을 두려워한다는 것을 의미합니다.
기계는 충분히 빠르지 않습니다.
많은 부분이 충분히 부드럽지 않습니다.
등.