3년 전, 집에서 3D 물체를 인쇄하는 것은 믿기지 않는 일이었습니다. 하지만 불과 몇 년 만에 3D 프린팅은 폭발적으로 성장했습니다. 틈새 기술에서 게임 체인저 혁신으로의 변환은 3D 레이저 프린터 제조업체와 애호가들의 상상력을 사로잡았습니다. 3D 프린팅은 기업이 새로운 방식으로 제품을 설계하고 생산할 수 있게 하여 제조업을 근본적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있으며, 자재 낭비를 줄이고, 에너지를 절약하며, 제품을 시장에 출시하는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있습니다.
3D 프린팅 기술은 처음에 1980년대 엔지니어와 물리학자들에 의해 발명되었으며 이후 큰 발전을 이루었습니다. 3D 프린팅, 즉 적층 제조는 재료를 한 번에 한 작은 층씩 쌓아 객체를 만드는 과정입니다. 적층 제조의 기본 아이디어는 지하 깊은 곳의 암석층에서 찾을 수 있지만, 더 현대적인 예는 일반 데스크탑 프린터입니다. 잉크젯 프린터가 이미지를 형성하기 위해 잉크의 단일 방울을 추가하는 것처럼, 3D 레이저 프린터는 디지털 파일에 따라 필요한 곳에만 재료를 추가합니다.
일부 3D 프린팅 과정에서는 약 98%의 원자재가 완성된 부품에 사용됩니다. 게다가 3D 프린팅은 제조업체가 새로운 형태와 더 가벼운 부품을 만들 수 있게 하여, 원자재를 덜 사용하고 제조 단계를 줄일 수 있습니다. 이는 특정 공정에서 전통적인 제조 방법에 비해 최대 50%의 에너지를 절약할 수 있는 낮은 3D 프린팅 에너지 소비로 이어질 수 있습니다.
적층 제조의 가능성은 무한하지만, 오늘날 3D 레이저 프린터는 주로 플라스틱과 금속 분말을 사용하여 작고 상대적으로 비싼 부품을 제조하는 데 사용됩니다.
먼저, 컴퓨터 지원 설계 소프트웨어를 사용하여 3D 청사진이 생성됩니다. 예를 들어, 3D 레이저 프린터는 로봇과 의수에서 맞춤형 신발과 악기까지 모든 것을 제조하는 데 사용되었습니다. “인쇄”를 클릭하면 기계가 자동으로 객체를 구축합니다. 인쇄 과정은 3D 프린팅 기술의 유형에 따라 다르지만, 재료 압출은 데스크탑 3D 레이저 프린터에서 가장 일반적으로 사용되는 과정입니다.
재료 압출은 글루건처럼 작동합니다. 인쇄 재료(일반적으로 플라스틱 필라멘트)는 액체 상태가 될 때까지 가열되어 인쇄 노즐에서 압출됩니다. 디지털 파일의 정보를 사용하여 디자인이 얇은 2차원 섹션으로 나뉘어 프린터가 재료를 어디에 배치해야 하는지 알 수 있도록 하며, 노즐은 일반적으로 0.1mm 두께의 얇은 층을 형성하기 위해 폴리머를 배치합니다. 폴리머는 빠르게 식고 경화되어 아래층과 결합한 후, 건설 플랫폼이 떨어지고 인쇄 헤드가 또 다른 층을 추가합니다. 객체의 크기와 복잡성에 따라 전체 과정은 몇 분에서 며칠까지 걸릴 수 있습니다. 인쇄가 완료된 후, 각 객체는 빌드 플랫폼에서 객체를 제거하고, 지지 구조물을 제거하며, 과도한 분말을 털어내는 등의 후처리가 필요합니다.
