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3D 프린터

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by

SARA KIM

on 31 May 2017

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Transcript of 3D 프린터

3D
일반적인 프린터는 평면으로 된 2D개체를 사용
왜 3D 프린터인가?
시제품 제작이 쉽고 경제적
맞춤형 다품종 소량생산에 적합
필요한 물건을 그때그때 조달
배송 과정이 사라진다
"3D 프린터는 상상하는 아니 상상하지 못했던 그 무엇이든 만들 수 있다."

-엘빈 토플러-
Printer
융합 디스플레이 공학과
200912339
김사라
"3D 프린팅 기술은 미국의 제조업을 다시 일으킬 핵심 핵심 기술이다"

-오바마-
3D프린팅의 개념
BUT!
3D 프린터는 3D로 디자인된 정보를 입력받아 입체적인 형태로 출력
3D 모델링 소프트웨어
CAD
Additive
Manufacturing
첨가형제조
=적층가공
3D 프린팅 기본 원리
재료를 한층 한층 순차적으로 쌓아 형상을 만드는 것
3D프린터 작동 과정
프린팅 방식 분류
FDM 방식
SLA 방식
SLS 방식
기본 형태를 수정
일반인들이 3D 디자인을 하기 어려운 점을 감안

자동으로 3D 모델로 변환시켜주는 애플리케이션 개발
Computer Aided Design
2D 프린터의 '잉크' = 3D 프린터의 '원료'
스캔, 복사, 출력
재료를 자르거나 깎는 전통적인 생산 방식과 반대
Subtractive Manufacturing
재료의 낭비
AutoCAD
3D 도면 작성 가능
3D Printing
(CAD로 모델을 디자인한다)
(모델링한 파일을 3D 프린터로 전송한다)
(다양한 재료를 사용해 단면을 성형하며 쌓는다)
(표면을 청소하여 완성한다)
단순한 모양
3차원모델링
프린팅
표면처리, 마감
원료의 특징
파우더 기반
고체 기반
액체 기반
SLA
Stereolithography
Apparatus
저전력, 고밀도의 UV 레이저를 이용
폴리머 액체에 물체의 모양대로 레이저를 쏘아
얇은 막(Layer)을 생성
SLS
Selective Laser Sintering
SLA 방식과 거의 유사한 과정을 거침
FDM
Fused Deposition Modeling
실 형태의 플라스틱이나 왁스 원료가 노즐을 통해 분사되어 얇은막 형성
노즐을 통과한 원료는 신속하게 경화되어 막 부분에 층층이 쌓임
미네소타의
Stratasys
사에 의해 개발됨
ABS, 폴리아미드, 폴리에틸렌 등 여러형태의 원료 사용 가능
빛을 받으면 고체로 변함
1988년 Charles (Chuck) W. Hull에 의해 소개됨
최초의 3D프린팅 기술
파우더 형태의 폴리머나 메탈원료에 레이저를 쏴서 고형화 시킴
고체 필라멘트
노즐
초기부터 3D 프린터를 생산해 온 기업
가장 다양한 제품을 보유
900명 이상의 직원
2억 3000만 달러
3Dsystems 와 같이 3D 프린트 업계의 선두
세계 약 8000여 고객에 3D 프린트 제품 및 솔루션 공급
FDM방식을 최초로 개발
시장 점유율 56%
한화 약 2500억원
다양한 색상 조합의 어려움
단색으로만 출력가능
포멧 변환 과정
STL이 표준!
층 분할
원료를 쌓기 위한 경로와 속도, 압출량 등을 계산
'G-code'
Computer-Aided Manufacturing
3D 프린터 통신
고정, 수축방지
현재 가장 활발하게 개발되고 있음
가장 저가
특허명=상품명
컴팩트한 크기
상대적으로 저렴한 가격에 판매(\342만)
FDM방식
SLA방식
더 섬세한 표현 가능
색상표현의 한계
다양한 색을 혼합해서 사용하는 것은 불가능
반투명색, 회색, 흰색만 지원됨
비싼 유지비
광경화성 액체 수지 한 통에 150,000
상대적으로 재료가 고가
(FMD 필라맨트는 1~2만원)
중간 정도의 조형 속도
미세한 분말로 만들 수 있는 물질은 모두 사용가능
나일론, 모래, 세라믹, 유리분말 등등
2014년 2월에 특허가 만료됨
급속한 기술 개발 기대
분말 소결 방식
재료의 다양성
플라스틱에서 금속까지
고품질의 상품 제조
서포터 제거 과정 없어 재료 변형 없음
높은 온도의 레이저 빔
후처리 과정
별다른 조립 필요없이 바로 작동
설계 오류 발생 시 수정이 편함
개인 제조업에 적합
NASA에서는 3D프린터와 원재료만을 실는것은 연구중
인터넷으로 구매한 물건을 3D 프린터로 바로 받음
3D 프린터 보편화에 기여
표면이 거침
7.3inch, 1kg
매끄러운 표면
2012년도 기준
강도가 강하고 내구성이 좋음
레이저
스캔 미러
미소결
분말
광학렌즈
리코팅 롤러
보충 분말함
조형 분말함
소결 분말
Z축으로 이동
A.고온의 레이저 조사
B.녹여진 분말체가 서로 접합
C.접합부위가 정해진 두께의 층 형성
인쇄물의 높이를 결정(Z)
;Photopolymer
UV 레이저
스캔 미러
광경화성 액체 수지
조형판 하강
층(Layer)
리코터 블레이드
수조(VAT)
응용된 구동 유형
Formlabs의 Form1
광경화성 수지 적층 조형
용융 적층 조형
주요 기술 방식별 특성 비교 표
출처
University of Texas System 연구진에 의해 개발됨
가장 널리 쓰이고 있는 기술
IRS Global편집부
<3D 프린팅 프린터 소재 시장 기술 전망과 국내외 참여업체 사업전략>
IRS Global, 2013년 7월 11일 발행
허제, 고산 저
<3D 프린터의 모든 것>
동아시아, 2013년 7월 19일 초판
3DSYSTEMS(www.3dsystems.com)
Stratasys(www.stratasys.co.kr)
자이지스트(http://xyzist.com)
3D프린터, 공장 없는 제조업의 미래 만든다(etnews, 2013.06.03)
감사합니다
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