어떤 3D 인쇄 기술이 가장 적합합니까?

3D 인쇄의 세계는 혼란 스러울 수 있습니다. 수 많은 프린터 및 서비스 유형이 있으며 그 차이점은 종종 복잡하고 이해하기 어렵습니다. 서로 다른 기술을 비교할 때 "더 빠름", "더 좋은 마무리를내는"또는 "더 싼"과 같은 간단한 질문은 종종 복잡한 답변과 자격있는 문구 목록을 생성합니다. 이렇게하면 3D 프린터를 선택하는 것이 어렵고 실망스러운 작업이 될 수 있습니다. 현재 사용 가능한 여섯 가지 주요 3D 프린팅 기술에 대해 심도있게 살펴보고 상황을 좀 더 분명하게하려고합시다.

SLA

지난 몇 년 동안 SLA (광 조형 장치)는 상당히 인상적이었으며 FDM에서 많은 시장 점유율을 차지했습니다. 얼마 전까지 만해도이 기술은 값 비싸고 접근하기 어려운 것으로 보였으 나 관련 특허가 만료되어 가격이 떨어지고 이제는 합리적인 가격으로 높은 수준의 정밀도를 제공합니다.

대형 산업용 SLA 프린터

레이저 정밀도

SLA 부품은 작은 영역의 수지를 선택적으로 경화하는 레이저로 생산됩니다. 레이저는 한 번에 하나의 레이어를 꺼내고 각 레이어가 완성 된 후 플랫폼이 한 단계 위로 올라가고 프로세스가 계속됩니다. 보의 크기는 매우 작을 수 있으므로 매우 세부적으로 표현할 수 있습니다 (보가 작을수록 더 오래 걸릴 수 있습니다). SLA 빌드는 매우 자세하게 설명 될뿐만 아니라 비정상적으로 매끄럽습니다.

수지

사람들을 SLA에서 멀어지게하는 것 중 하나는 수지입니다. 3D 인쇄에 사용되는 수지는 중간 정도의 독성을 가지고 있으므로주의해서 취급해야합니다. 그것은 또한 acrid 냄새가 있으며 환기가 잘되는 방에서 사용해야합니다. SLA 장비는 현재 매우 저렴하지만 수지는 여전히 가격이 비싸기 때문에 운영비가 추가됩니다. 대부분의 장비 제조업체는 사용자가 독점 수지를 구입하여 돈을 절약하기 위해 주변 쇼핑을 금지한다고 주장합니다.

응용 프로그램

SLA는 다양한 산업 응용 분야에서 매우 다목적 기술입니다. 그것은 rapid prototyping에서 가장 보편적으로 사용되며, 정밀도가 높기 때문에 도구와 금형 제작에 이상적입니다. SLA는 사용할 수있는 재료의 한계로 인해 소비자 제품을 생산하기에 적합하지 않습니다. 또한 대규모 생산 실행에는 다소 느립니다.

DLP

DLP (디지털 광 처리)는 레이저로 수지를 경화 시켜서 부품을 형성한다는 점에서 SLA와 유사합니다. 중요한 차이점은 DLP에서 각 레이어를 추출하는 좁은 광선 대신에 전체 노출이 단일 노출로 치료된다는 것입니다.

수지 트레이 근접

SLA와의 차이점

기술적으로 SLA와 매우 유사 함에도 불구하고 DLP를 사용하여 생산 된 부품은 현저하게 다르게 보일 수 있습니다. SLA는 매끄러운 표면과보다 둥근 모서리를 생성하는 반면 DLP는보다 세부적인 질감의 표면을 만듭니다. 이러한 특성이 장점인지 단점인지는 생산되는 부분과 원하는 효과에 따라 다릅니다. SLA가 더 부드러운 표면을 생성하는 이유는 레이저 헤드가 굴곡 진 운동을 할 수 있기 때문입니다. DLP에서 레이저는 작은 거울을 사용하여 수지로 보내지며 각 거울의 크기에 따라 픽셀 크기가 결정됩니다. 따라서 DLP에서 곡선 가장자리는 정사각형 픽셀을 사용하여 생성되므로 완벽하게 매끄러운 표면을 만들 수 없습니다. 그러나 DLP의 픽셀 크기는 일반적으로 SLA의 레이저 포인트 크기보다 작으므로 DLP에서보다 세부적인 수준이 가능합니다.

고밀도 객체의 경우 더 좋습니다.

각 계층이 모두 한 번 생산되기 때문에 DLP가 SLA보다 종종 빠르다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 속도 이점은 부품이 극도로 밀집된 경우 최대화됩니다. 좁은 빔을 사용하여 빽빽한 물체를 그리려면 레이저 헤드를 오래 동안 사용하지만 DLP에서는 전체 레이어를 한 번에 수행 할 수 있습니다. 그러나 얇은 또는 중공 구조가 많은 복잡한 부품의 경우 실제로 SLA가 더 빠를 수 있습니다. 또한 크고 상세한 부품의 경우 전체 레이어에서 전체 해상도를 얻는 데 충분한 픽셀이 없을 수 있습니다.

응용 프로그램

DLP는 SLA와 매우 유사한 응용 프로그램 집합을 가지고 있으며 신속한 프로토 타이핑에 널리 사용됩니다. SLA와 DLP를 결정할 때 가장 중요한 요소는 생산되는 부품의 종류와 원하는 마감 유형입니다 (위 참조).

SLS

SLA 및 DLP와 마찬가지로 SLS (선택적 레이저 소결)는 레이저 기술도 사용합니다. 그러나 수지를 사용하는 대신 SLS는 분말 재료를 사용하여 완전히 다른 특성 세트를 만듭니다. 이 파우더는 레이저로 소결 (열을 통해 융합)되며, 부품은 빌드 챔버 내부의 층별로 구성됩니다.

과량 분말 제거

지원이 필요없는 복잡한 디자인

SLS 인쇄의 가장 큰 장점은 제작할 수있는 디자인의 복잡성입니다. 다른 유형의 3D 인쇄와 달리 SLS는지지 구조를 요구하지 않으며 문자 그대로 모든 모양을 생성 할 수 있습니다. 이것은 파우더 챔버가 완전히 채워지고 완성 된 부품이 항상 미사용 파우더로 완전히 싸여 나오기 때문입니다. 소결되지 않은 분말은 부품에 포함될 수있는 교수형 구조물을 지원합니다.

놀라운 세부 사항

SLS는 문자 그대로 얇은 두께 일 수있는 초소형 벽 두께를 지원합니다. SLS 프린터는 개별 페이지가 인쇄 될 수있는 책 모양의 부품을 인쇄 할 수 있습니다. 회전 휠 및 작동 경첩과 같은 움직이는 부품도 기계에서 곧바로 꺼낼 수 있습니다. SLS 프린터는 가장 일반적으로 완제품으로 사용하기에 적합한 견고하고 견고한 부품을 생산하는 나일론 소재를 사용합니다.

복잡하고 비용이 많이 드는

단점은 장비가 부피가 크고 비싸며 일반적으로 작동하기 위해 교육이 필요하다는 것입니다. 가루는 또한 매우 비싸며 작업하기가 지저분 할 수 있습니다 (항상 얼굴 마스크가 필요합니다). 파우더 챔버는 항상 x 축과 y 축에 완전히 채워 져야합니다 (z 축에는 부품 높이까지 채워야 함). 즉, 대형 기계를 가지고 있고 단일 부품을 인쇄 할 경우 많은 양의 폐가스가 발생합니다. 소결되지 않은 파우더를 재사용하는 것이 가능하지만 품질이 저하됩니다. 따라서 SLS 기계를 경제적으로 사용하려면 동일한 챔버에서 여러 부품을 인쇄하거나 x 및 y 축의 대부분의 공간을 차지하는 넓은 부분을 인쇄하는 것이 가장 좋습니다.

응용 프로그램

SLS는 SLA 및 DLP보다 기능 부품을 생산하는 데 적합합니다. 이것은 재료의 범위가 훨씬 넓고 빌드 퀄리티가 매우 높은 SLS 때문입니다. SLS 프린터는 내구성이 뛰어난 기능 부품을 생산할 수 있습니다. 이 기술은 스냅 피팅, 기계식 조인트 및 경첩이있는 부품을 생산할 때 탁월합니다.

FDM

FDM (FFF라고도 함)은 오늘날 가장 널리 보급 된 3D 인쇄 형식입니다. 대부분의 데스크탑 3D 프린터는 FDM 기술을 사용합니다. 저렴한 비용과 접근성으로 인해 애호가와 열광 자의 첫 번째 선택입니다. 레이저 나 레진이 없기 때문에 프린터 헤드는 용융 된 열가소성 수지를 조금씩 쌓아 움직이면서 빠르게 경화되어 레이어별로 부품 레이어를 구성합니다.

FDM 프린터

싸고 명랑한

FDM의 가장 매력적인 특징은 저렴하고 사용하기 쉽다는 점입니다. 데스크탑 FDM 프린터는 불과 몇 백 달러에 판매되며 모든 공간에 맞게 충분히 컴팩트합니다. 기본적으로 플러그 앤 플레이 방식이기 때문에 전문가가 아닌 사람들도 쉽게 액세스 할 수 있습니다.

저품질

그러나, 왜 그렇게 싼 이유가 있습니다. FDM 프린터는 품질면에서 SLA와 비슷할 수 없습니다. FDM 빌드의 세부 사항은 일반적으로 0.4mm (일부 SLA 프린터의 레이저 포인트 크기보다 10 배 이상)의 영역 인 노즐 헤드의 크기에 따라 제한됩니다. 그 결과 레이어 폭이 넓어 지므로 "계단 현상"이 표면에 명확하게 표시됩니다. 사후 처리는 어느 정도 이것을 완화 할 수 있지만 여전히 이상적인 것은 아닙니다. FDM으로 생산 된 부품 또한 휨으로 인해 심하게 고통을 겪습니다 (열가소성 수지가 냉각되고 수축함에 따라 부품이 약간 모양을 나타낼 수 있음)

응용 프로그램

FDM은 애호가들에게 인기가 있지만 업계에서도 널리 사용되고 있습니다. 이 기술은 매우 유연하고 다양한 재료를 지원하므로 자동차에서 과학에 이르기까지 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 공간이 비싼 실험실이나 워크 스테이션 또는 조건이 수지를 비실용적으로 만드는 곳에 이상적입니다. 빌드 품질은 완벽하지 않을 수도 있지만, 많은 산업 분야에서 저렴한 비용으로 합병증없이 일하게됩니다.

폴리 제트

PolyJet 3D 프린터는 전통적인 잉크젯 프린터와 물리적으로 매우 흡사합니다. 따라서이 기술의 이름을 선택하십시오. PolyJet은 FDM과 공통점이 있지만 PolyJet은 품질과 유연성면에서 다른 수준입니다.

잉크젯 프린터와 비슷합니다. 파트가 만들어 짐에 따라 플랫폼이 아래로 이동합니다.

재료의 독보적 인 유연성

PolyJet의 가장 큰 장점은 한 번에 여러 재료를 사용하여 여러 색상으로 인쇄 할 수 있다는 것입니다. 불투명 소재와 투명 소재를 혼합하는 것 외에도 경도와 유연성이 다른 단일 부품을 인쇄 할 수 있습니다. 이것은 다른 모든 3D 프린팅 솔루션이 대응하기 위해 고군분투하는 유연성을 제공합니다. 잉크젯 프린터의 잉크 카트리지와 마찬가지로 PolyJet 프린터는 대개 제조업체에서 직접 구입 한 재료 카트리지를 사용하며 여러 카트리지를 한꺼번에 설치할 수 있습니다.

극단적 인 세부 사항

PolyJet 프린터는 또한 0.01mm보다 얇은 매우 미세한 층을 만들 수 있습니다. 이는 여기에 설명 된 다른 기술보다 우수합니다. 해상도 또한 매우 높으며 마감 처리에는 약간의 후 처리가 필요합니다 (지원 제거 제외).

소형 부품에 최적

PolyJet의 한 가지 단점은 큰 부품을 인쇄 할 때 속도가 매우 느리다는 것입니다. 작은 부품 (10-12cm 미만)의 경우 기술은 인쇄 헤드가 멀리 이동하지 않아도 상당히 빠르며 (SLA보다 훨씬 빠름) 큰 부품은 헤드가 더 이동해야하고 속도가 느려집니다. 된다. 매우 큰 부품의 경우 속도가 너무 느려질 수 있습니다. 또한 저렴한 기술이 아니기 때문에 기계는 일반적으로 유사한 SLA 또는 DLP 모델보다 훨씬 비쌉니다. 재료는 최대 4 배의 가격이 될 수 있습니다.

응용 프로그램

PolyJet은 여러 재질 유형과 색상을 사용하는 작고 매우 고품질의 파트를 인쇄하려는 사람들에게 적합합니다. 이 때문에 특히 소비자 제품을 직접 인쇄하는 데 적합하며이 기술은 절대 정밀도가 필수적인 의료 산업에서 널리 사용됩니다. PolyJet은 비용이 많이 들고 대형 부품의 제작 시간이 느리기 때문에 신속한 프로토 타이핑에 적합하지 않습니다.

클립

샌프란시스코 소재 Carbon은 2014 년에 새로운 CLIP (연속 액체 인터페이스 생산) 3D 인쇄 방법을 발표했을 때 상당히 혼란 스러웠습니다. CLIP은 이전에는 불가능하다고 생각했던 속도를 약속했으며 3D 인쇄의 미래는이 놀라운 새로운 기술. 현재의 상황에서 CLIP은 가용성이 제한적이며 눈을 대 겠는 가격으로 가장 많이 사용합니다.

수지에서 부드럽게 나오는 복잡한 부분.

전례없는 속도

Carbon 사는 M1 및 M2 기계가 기존의 광 조형 시스템보다 최대 100 배 빠른 속도로 부품을 인쇄 할 수 있다고 주장하며 몇 분 만에 복잡한 부품이 인쇄되는 것을 보여주는 시연을 수행했습니다. CLIP은 DLP와 가장 유사하지만, 각 레이어가 하나씩 경화되는 대신 인쇄가 계속되며 일부는 마술처럼 수지에서 나옵니다. 이것은 수지를 선택적으로 광에 노출시키는 것뿐만 아니라 경화 공정을 가속화시키는 산소에도 선택적으로 노출시킴으로써 달성된다. 빌드 품질은 좋지만 SLS 및 PolyJet만큼 좋지는 않습니다. SLS와는 다른 모든 기술과 마찬가지로 CLIP을 사용하여 생산 된 부품에는 종종 지원이 필요하다는 점에 유의해야합니다.

천문학적 인 가격 책정

특허 때문에 CLIP 프린터를 생산하는 유일한 회사는 카본 (Carbon)이며, 당연히이 기술은 저렴하지 않습니다. 이것은 관련 특허가 만료되고 경쟁 업체가 시장에 진입 한 2014 년까지 극도로 비싼 SLS 상황을 연상시킵니다. 현재 Carbon은 프린터를 매우 비싼 구독 모델로만 제공합니다.

응용 프로그램

CLIP의 주된 특징은 속도이기 때문에 신속하게 프로토 타입을 작성하고 시장 진입 시간을 단축 할 수있는 불가사의가 있습니다. CLIP을 사용하는 회사는 사출 성형으로 전환하는 경우가 많으며 느린 속도와 빠른 3D 인쇄의 유연성이 부족합니다.

개요