3D 프린팅 개요

안녕하세요 여러분

이번 포스팅에서는 3D 프린팅과 모델링에 대해 설명해보고자 합니다.

먼저 3D 모델링이란 3D 공간에 재현될 수 있는 모델을 만드는 과정을 말하는데요

3차원 공간에서 수많은 점들과, 선, 면으로 이루어진 물체를 의미합니다!

주로 다각형 메쉬 모델, 강체 기하 모델 등으로 구분할 수 있으나,

대부분의 3D 모델은 다각형 메쉬 모델로 구성됩니다.

아래 그림은 3D 모델의 예시 입니다!

3D 모델링은 다음과 같은 모델링 소프트웨어들로 수행할 수 있는데요

    - Solidworks - Google Sketchup - Fusion 360 - CATIA - Blender

    - AutoCAD - 123D - Rhino - OenSCAD - Inventor

초보자/아마추어의 경우 무료 소프트웨어인 Sketchup, fusion 360 등을 추천하며

전문가/디자이너의 경우 유료 소프트웨어인 Solidworks, CATIA 등을 추천합니다!!

다음으로 3D 프린팅이란 프린터로 3차원 물체를 뽑아내는 기술을 의미합니다!

종이에 글자를 인쇄하는 기존 프린팅 방법과 유사하지만 3D 입체 모형을 만드는 기술 인데요, 플라스틱을 비롯한 경화성 소재를 통해 프린팅을 수행합니다!

최근 자동차업계부터 의료업계 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 추세입니다!

3D 프린팅을 지원하는 3D 프린터는 제조업체도 많고 다양한 종류가 존재합니다!

    - Ultimaker - MakerBot - 3D Systems - Stratasys - FlashForge

    - Printbot - Formlabs - Zortax - XYZprinting

단연 현존 최강의 3D 프린터는 Ultimaker사가 제조하는 UltiMaker 시리즈라고 할 수 있습니다!

이러한 3D 프린터는 다양한 방식으로 분류를 할 수 있습니다!

① 절삭형   ② 적층형

① 절삭형

· 커다란 원재료 덩어리를 칼날을 이용해서 조각하는 방식

· 완성품의 품질은 높으나 채색작업을 별도로 진행해야하며, 작동 원리상 덩어리에서   깎아내기 때문에 원재료가 많이 소비됨

· 3D프린팅의 범주 보다는 CNC(Computer NMumerical Control)의 범주에 주로 포함

② 적층형

· Additive Manuifacturing(AM)

· 매질을 층층이 쌓아 올려 조형하는 Printing Layer by Layer 방식임

· 일반적인 3D 프린터면 적층형 방식을 사용하는 경우가 많음

· 절삭형과 비교하면, 적층이 가능하므로 내부에 보다 정교한 구조를 구현할 수 있음

· 지지대를 필요로 하지만 내부를 구현할 수 있다는 장점을 가짐

3D 프린터의 장점은 다음과 같습니다!

· 3D 프린터는 부품의 가공 자유도가 높아, 아주 적은수의 부품만으로 제품을
  완성할 수 있음

· 부품의 수가 적으므로, 조립 중 발생할 수 있는 이슈를 최소화할 수 있음

· 부품들을 결합하기 위한 볼트, 너트, 마운트 홀 등이 생략되므로 무게와 부피를
 최소화 할 수 있음

· 기존의 작업으로는 제작이 불가능하거나 어려운 제품을 쉽게 제작할 수 있음

   · 공 속의 공 : 기존 방법은 반구를 만들어서 접합 혹은 용접을 해야 하지만 통째로                    출력 가능

· 부품을 뽑는 시간은 오래걸리나, 제품을 완성하는 작업 시간을 단축할 수 있음

· 작업난이도가 절삭형에 비해 상당히 낮음

· 기존 작업에 비해 사고의 가능성이 현저하게 낮아 안전성을 보장할 수 있음

3D 프린터가 사용하는 재질은 다음과 같습니다!

분류	번호	이름	특징
필라멘트	1	PLA	-친환경적 소재 -출력 시 수축이 적음 -결과물이 열과 습도에 약함 -결과물의 후가공이 어려움   =>출력 실패율이 낮으며, 출력한 제품을 그대로 테스트·사용하기에 적합함
	2	ABS	-출력 시 유해가스가 발생함 -출력 시 온도에 따른 수축이 심함 결과물이 열에 강함 사포 및 아세톤을 이용한 후가공이 용이함   =>출력 실패율이 다소 높지만, 출력한 제품을 가공하여 사용하기에 유리함
	3	목분	-목분 첨가 혼합물 -적층 방식으로 나무의 결을 표현함 -결과물의 강도가 상대적으로 약함 -출력 조건에 따라 색,느낌이 다름 -큰 노즐 사용을 권장함(0.6mm이상)
	4	구리	-구리 첨가 혼합물 -구리의 광택을 표현할 수 있음 -출력 조건은 PLA와 유사함
	5	플렉서블	-탄성을 지닌 고무 소재 -표면이 다소 거침 -출력 후 후가공이 어려움 -출력 조건이 까다로움
	6	야광	-야광성분 첨가 혼합물 -야광효과를 표현할 수 있음 -출력 조건은 PLA와 유사함
	7	우레탄	-탄성을 지닌 우레탄 소재 -두께가 두꺼워지면 탄성이 떨어짐 -플렉서블 소재보다 출력이 용이함
	8	PVC	-탄성을 지닌 PVC소재 -플렉서블 소재보다 출력이 용이함 -두께가 두꺼워지면 탄성이 떨어짐 -우레탄 소재보다 조금 더 뻣뻣함

마지막으로 3D 프린팅을 위한 3D 오브젝트 공유 사이트 모음입니다!

- Thingiverse : https://www.thingiverse.com/

- Grabcad : https://grabcad.com 

- Youmagine : https://www.youmagine.com/ 

- TurboSquid : https://www.turbosquid.com/

- CgTrader : https://www.cgtrader.com/

- Cadnav : https://www.cadnav.com/

읽어주셔서 감사합니다!

다음 포스팅에서는 실제 3D 프린팅 과정을 리뷰해보도록 하겠습니다!