[단단한sTudy] 세상을 인쇄하다, 3D 프린터

‘제 3의 산업혁명, 제조혁명, 세상을 인쇄하다’
이 엄청난 타이틀의 주인공은 바로 3D 프린터입니다.

111_13D 프린터란 무엇인지 알아봅시다.
‘3차원 입체 형상을 출력하는 기계’입니다.
  우리는 손쉽게 글자나 그림을 프린트 할 수 있습니다. 그렇다면 2차원 평면이 아닌 3차원 형상은 어떨까요?
  물론 가능합니다. 그렇다면 3D 프린터는 왜 만들어졌을까요?

222_1왜? 3D 프린터의 탄생 배경을 알아봅시다.
‘목업의 제작을 위해서’입니다.
  한 제품이 탄생하기 위해서는 미리 만들어보는 작업, 즉 목업이 필요합니다. 그러나 이를 위해서는 엄청난 시간과 비용을 투자해야했고, 효율적인 목업 제작을 위해 RP(Rapid Prototyping)이라는 쾌속 성형법이 탄생합니다. 바로 이 RP가 현재의 3D 프린터로 발전하게 됩니다. 놀라운 사실은 최초의 3D 프린터가 무려 30년 전에 개발되었다는 점! 대단하지않나요? 그럼 이제 도대체 어떤 원리로 3차원 형상을 출력할 수 있는지 알아볼까요? 🙂


333어떻게? 3D 프린터의 구동 방식을 알아봅시다.
  사용하고자 하는 재료에 따라 크게 3가지로 나누어 볼 수 있습니다.
고체재료_11. 고체 재료 FDM(Fused Deposition Modeling) 적층방식
  가장 대중적인 방법으로서, 재료를 녹여 노즐에서 분사하여 적층하는 방식입니다. 가장 단순하고 저렴하지만 재료와 적층간격에 따라 결과가 천차만별이라 제약이 많이 따르게 됩니다.
FDM   위의 그림과 같이 다양한 재료의 필라멘트를 녹여서 노즐을 통해 짜내는 방식입니다. 적층하는 간격이 작아질수록, 즉 더 얇게 쌓을수록 품질은 좋아지고 시간은 길어지겠죠?
FDM_2   이렇게 초콜렛을 출력할 수도 있습니다! 🙂


액체재료_12. 액체 재료 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 액상 광경화성 수지
  세계적으로 가장 처음 상용화된 방식으로, 특정파장의 빛을 받으면 고체로 변하는 특수 액상 수지를 이용하여 제작하는 방식입니다. FDM에 비해 출력 속도가 빠르고 고품질의 결과물을 얻을 수 있으나 제작 비용이 크다는 단점이 있습니다.
액상수지   오…신기하죠? SF영화에서 볼법한 장면이네요.


분말재료_13. 분말 재료 SLS(Selective Laser Sintering)
  분말 형태의 재료를 레이저로 녹여 굳히며 제작하는 방식입니다. 출력되는 제품 주변에 분말들이 받침대 역할을 해주기 때문에 지지대가 필요없어 강도 높은 복잡한 형상을 출력할 수 있습니다. 그러나 많은 비용이 들고 출력 속도가 상당히 느리다는 단점이 있습니다.
SLS   위의 그림처럼 분말 속에서 완성된 결과물을 꺼낼 수 있답니다.

  이렇게 대표적인 3가지 방법을 알아보았는데요, 그 밖에도 엄청나게 다양한 종류의 3D 프린터가 존재합니다.
더 알아보고 싶으시다면 모두의 과학 블로그를 추천합니다. 3D 프린터의 역사부터 종류까지 쉽고 자세히 공부하실 수 있어요. 😉


3무엇을? 그렇다면 도대체 이것을 어디에 쓰는지 알아봅시다.
무궁무진합니다.
  모든 것을 제작할 수 있으며 앞으로의 발전 가능성 또한 무한이라고 할 수 있습니다. 대표적인 용도로 3D 프린터가 탄생한 목적인 목업이 있습니다. 수 많은 연구원들이 자유롭게 생각하고 그것을 펼쳐낼 수 있도록 큰 도움을 주고 있답니다.
  그리고 플라스틱을 넘어 금속, 나무, 먹을 수 있는 음식까지 재료가 확장되면서 사용 분야는 자동차, 항공, 군사, 소비재뿐만 아니라 사람의 뼈와 장기를 만들어내는 의학분야까지도 적용할 수 있게 되었습니다. 앞으로는 나노머신을 이용한 물질재조합장치로 발전할 가능성도 있다고 하네요.

이렇게나 쓰임이 많은 3D프린터, 앞으로는 불법복제와 관련한 보안문제를 해결해나가는 것이 과제인것 같습니다.

자 이렇게 3D 프린터란 무엇인지, 종류와 용도에 대해서 간단히 공부해보았습니다.
단단하게 공부하자! [단단한sTudy] 다음 시간에 다시 만나요~ 🙂

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