3D 프린트의 이해

3D 프린트의 이해

3D 프린팅이란 엔지니어이자 물리학자인 Chuck Hull이 1980년대에 처음 발명한 3D 프린팅 기술은 적층 제조라고도 하며 한 번에 한 층씩 재료를 증착하여 물체를 만드는 것입니다. 잉크 프린터가 점을 하나씩 모아 이미지를 형성하는 것처럼 3D 프린터는 디지털 파일을 기반으로 필요한 곳에만 재료를 놓아서 물체를 만듭니다. 일부 3D 프린팅 공정에서는 원료의 약 98%가 완성 부품에 사용됩니다. 말할 것도 없이 3D 프린팅을 통해 제조한 업체들은 더 적은 원자재를 사용하고 더 적은 제조 단계로 새로운 모양과 더 가벼운 부품을 만들 수 있습니다. 결과적으로 3D 프린팅은 일반 공정보다 물체를 제작할 때에 에너지 사용량을 낮추는 것으로 해석할 수 있습니다. 알려진 바로는 기존 제조 프로세스에 비해 최대 50% 까지 절감할 수 있다고 합니다. 적층 제조의 가능성은 무한하지만 오늘날 3D 프린팅은 플라스틱과 금속 분말을 사용하여 작고 상대적으로 값비싼 부품을 만드는 데 주로 이용됩니다. 그러나 3D 프린터의 가격이 계속 떨어짐에 따라 몇몇 사람들은 초콜릿 및 기타 식품, 왁스, 세라믹 등 다양한 재료를 이용해 사용하고 있습니다 3D 프린터의 작동은 pc 설계 소프트웨어를 사용하여 3D 청사진을 만드는 것으로 시작합니다. 사용자는 어떤 것에도 구애받지 않고 원하는 것을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 3D 프린터는 로봇과 의수부터 맞춤형 신발과 악기에 이르기까지 모든 것을 제조할 수 있습니다. 3D 청사진이 생성되면 프린터를 준비해야 합니다. 여기에는 원료(플라스틱, 금속 분말 또는 결합 용액 등)를 채우고 준비하는 작업이 포함됩니다. 경우에 따라 인쇄 과정 중 열로 인한 움직임과 뒤틀림을 방지하기 위해 청소하거나 접착제를 적용해야 할 수 있기 때문에 준비 작업이 반드시 필요합니다. 인쇄를 누르면 기계가 자동으로 만들기 시작합니다. 프린팅 공정은 3D 프린팅 기술의 유형에 따라 다르지만, 재료 압출은 데스크톱 3D 프린터에서 사용되는 가장 일반적인 과정입니다. 재료 압출은 글루건처럼 작동합니다. 일반적으로 플라스틱 필라멘트인 인쇄 재료는 액화될 때까지 가열되어 인쇄 노즐을 통해 압출됩니다. 디지털 파일의 정보를 사용하여 노즐은 종종 0.1밀리미터 두께의 얇은 층으로 폴리머를 증착합니다. 폴리머는 빠르게 응고되어 프린트 헤드가 다음 레이어를 쌓기 전에 아래 레이어에 결합됩니다. 개체의 크기와 복잡성에 따라 전체 과정이 몇 분에서 며칠까지 걸릴 수 있습니다. 인쇄가 완료된 후 약간의 마무리 작업이 필요합니다. 이는 빌드 플랫폼에서 물체를 떼어내는 것부터 과도한 분말을 브러시로 제거하는 것까지 다양합니다. 3D 프린터 및 기타 제조 기술은 소비자를 창작자로, 즉 물건을 제조하는 사람으로 만들고 있습니다. 종종 메이커 운동이라고 하는 이 운동 은 혁신에 박차를 가해 완전히 새로운 비즈니스 방식을 창출하는 데 도움이 됩니다. 제품은 더 이상 대량 생산할 필요가 없습니다. 소량으로 생산하거나, 즉석에서 인쇄하거나, 개인의 고유한 요구에 맞게 맞춤화해서 생산할 수 있습니다. 학생들도 예외가 아닙니다. 학생들은 멋지고 새로운 아이디어를 상상하는 것에 국한되지 않고 그것을 현실로 만들 수 있으며 과학, 기술, 공학 및 수학 분야로 진출하도록 영감을 줍니다. 적층 제조와 적층 제조의 잠재력에 대해 학생들을 교육하기 위해 Energy Department, Oak Ridge National Lab 및 America Makes는 올해 FIRST Robotics 대회에서 경쟁하는 팀에 450대의 3D 프린터를 기부하기도 했습니다. 3D 프린팅의 미래 적층 제조는 메이커 운동에 영향을 미칠 뿐만 아니라 기업과 연방 기관이 비즈니스를 수행하는 방식도 바꾸고 있습니다. 기업들은 이전에는 불가능했던 부품을 만들기 위해 적층 제조에 관심을 가지고 있습니다. 많은 사람들이 지적하는 예는 GE가 3D 프린터를 사용하여 기존 부품보다 더 강력하고 가벼운 새로운 제트 엔진용 연료 노즐을 만들었다는 것입니다. 기관은 임무를 더 잘 수행하기 위해 3D 프린팅 기술을 사용하는 방법을 모색하고 있습니다. 미국 보건복지부는 NASA가 우주에서 3D 프린팅이 작동하는 방식을 탐구하는 동안 의료계 전반에 걸쳐 생체의학 3D 프린팅 가능 모델을 더 잘 공유하기 위해 NIH 3D 프린트를 만들었습니다. 그러나 이것은 적층 제조의 잠재력에 관한 일부분에 불과합니다. 제조업체의 경우 적층 제조는 산업 경쟁력을 높이고 산업 에너지 소비를 낮추며 청정에너지 경제를 성장시키는 데 도움이 될 수 있는 광범위한 신제품 설계를 가능하게 할 수 있습니다. 미국을 3D 프린팅의 선두 주자로 만들기 위해 고안된 민관 파트너십인 America Makes에 자금을 지원하는 것부터 Oak Ridge Lab에 제조 시연 시설을 설립하는 것에 이르기까지 에너지 부서는 기업의 3D 프린팅 기술을 제공하고 교육합니다. 기술 발전을 보장하기 위해 부서의 국립 연구소는 새로운 3D 인쇄 기술을 만들기 위해 업계와 협력하고 있습니다. 로렌스 리버모어 국립 연구소는 최근 새로운 3D 프린트 기술을 이용해 하드웨어 및 소프트웨어, 오크리지 국립 연구소 Oak Ridge National Lab를 개발하기 위한 협력 발표를 했습니다. 현재 상용화된 3D 프린터보다 200~500배 더 빠르고 플라스틱 부품을 10배 더 크게 인쇄할 수 있는 새로운 상용 적층 제조 시스템을 개발하기 위해 협력하고 있습니다. 3D 프린트의 가격이 떨어지고 프린팅 기술이 더 빠르게 발전함에 따라 기업과 소비자가 제조에 대해 생각하는 방식을 바꾸고 있습니다. 마치 최초의 컴퓨터가 오늘날 우리가 당연하게 여기는 지식에 빠르게 접근할 수 있게 만든 것처럼 말입니다.