1. 쓰리디 프린터의 원리
쓰리디 프린터의 원리는 가장 크게는 절삭형과 적층형으로 나눌 수 있습니다. 절삭형은 큰 덩어리를 조각하듯 깎는 것이고, 적층형은 층층히 쌓아올리는 것입니다. 요즘 나오는 쓰리디 프린터는 대부분 첨가식 가공(Additive Manufacturing) 원리를 사용하는 적층형 프린트입니다. 절삭형이 여분을 깎아내는 것이기 때문에 손실되는 재료가 있는 반면, 적층형은 여분 재료의 손실이 없다는 것이 큰 장점입니다.
적층형 원리를 이용하는 방식에도 약 20가지가 있는데, 이 중 가장 많이 쓰이는 FDM, SLA, SLS에 대해 알아보겠습니다.
1) 고체형 재료를 사용하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식
현재 보급형 프린터들이 대부분 사용하는 방식입니다. 필라멘트라고 불리는 얇은 플라스틱 실을 녹여 아래부터 위로 층층히 쌓아나가는 방식으로, 쓰리디 프린터 제조회사 스트라타시스(Stratasys)를 설립한 스콧 트럼프가 1988년 개발했습니다. 글루건으로 물체를 만드는 걸 상상하시면 좀 더 쉽게 이해가 되실 겁니다. FDM 방식의 프린터는 SLA나 SLS 방식에 비해 프린터 가격이 저렴하지만 출력물 표면이 거칠다는 단점이 있습니다.
2) 액체형 재료를 사용하는 SLA(SeteroLithography Appartus)방식
위에서 언급한 찰스 훌이 1984년 발명한 기술로, 빛을 받으면 고체로 변하는 광경화성 수지(액체 플라스틱)가 들어있는 수조에 레이저 빔을 쏘아서 필요한 부분만 고체화시키는 방식입니다. 레이저 광선을 이용해 속도가 빠르고 FDM 방식에 비해 제품 표면이 매끄럽지만 내구성은 떨어집니다
3) 파우더형 재료를 사용하는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식
SLA와 비슷한 방식인데 파우더형 재료(미세한 플라스틱 분말, 모래, 금속 가루 등)를 사용합니다. 파우더가 담겨있는 수조에 레이저를 쏴서 얇은 막(Layer)을 형성하는 원리입니다. 막이 형성된 뒤에 다시 파우더를 뿌리고, 다시 레이저를 쏘는 과정을 반복해서 물체를 조형합니다. 레이저가 아니라 접착제를 사용하는 형태도 있다고 합니다. 프린팅이 끝난 다음에 가루 더미에서 물체를 꺼내는 과정이 재밌습니다. 마치, 모래 더미에서 보물을 발견하는 느낌이랄까요. 속도도 빠르고, 재료도 다양하며, 완제품도 정교하지만 프린터 자체가 고가에 부피가 크고, 사용을 위해 전문적인 교육이 필요하다는 단점이 있습니다.
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