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3D 프린팅

절삭형 : CNC를 말하며 일반적인 3D프린터는 아님

적층형

• BJ(Binder Jetting)
• 분말 재료 위에 액상 접착제를 뿌려서 적층하는 방식
• 금속 재료의 경우 프린트 한 결과물이 사실상 그냥 플라스틱 풀이 굳은거나 다름없어서 의미가 없으니 열처리를 꼭 하는데 그 프로세스가 좀 귀찮은 편. 
• 일단 저온에서 한번 구워서 접착제를 날려보내고 그 다음 고온에서 금속 분말들을 소결시켜서 최저한의 강도를 확보한 뒤 청동과 같이 고온에 구워서 그 자리를 청동이 차지하게 하면 완성. 여기까지 며칠 걸림
• 3DP(3 Dimension Printing)
• 얇게 분말재료를 필드에 까는 것은 PBF(Powder Bed Fusion) 방식과 비슷하지만 레이저가 아닌 접착제를 분사하여 굳히는 방식
• 상대적으로 빠른 조형이 가능하고 접착제와 함께 칼라 용액을 분사하므로 색을 입힐 수 있음.
• 내구성은 접착제에 의존적인 단점이 있음
• DED(Directed Energy Deposition)
• 열 에너지를 집중시켜(레이저로) 물질을 용접-적층하는 방식
• Powder Bed Fusion과 다른 점이라면 이 방식은 재료가 바닥에 그냥 쌓여있는게 아니라 레이저와 같이 움직임.
• 재료는 땜납처럼 금속선도 사용가능하지만 보통 금속 파우더를 분사하는 방식
• DED방식의 프린터는 CNC 머신과 DED 기계가 같이 붙어있다. 3D 프린팅에서 거의 필수 수준의 마감 작업을 CNC가 알아서 깎아 준다.
• Material Extrusion
• FDM(Fused Deposition Modeling)
• ABS와 PLA같은 플라스틱 재료를 녹여 노즐에서 분사하여 적층하는 방식
• 구성이 비교적 단순하고 특허가 다른 프린팅 방식에 비해 일찍 풀려 오픈소스(RepRap등) 제품이 발달하여 일찍 저가화에 성공
• 텅 빈 바닥을 기준으로 해서 용액을 분사하여 적층하므로 바닥이 불안정한 제품은 별도의 지지대를 만들어 주어야 함.
• 
  
• Material Jetting
• Polyjet
• 액상 광경화성 수지를 노즐에서 분사한 후 광에너지를 이용하여 굳혀 적층하는 방식
• 잉크젯의 3D 프린터 버전
• 다양한 색상으로 프린팅 가능
• DLP와 같이 높은 정밀도를 자랑하고 투명한 소재를 사용할수 있어서 돋보기에 쓸만한 광학 렌즈를 프린팅 할수 있음.
• 단점은 소재의 제한이 따르며 소재의 내구성이 좋지 않고 빛에 민감함.
• 하단보다 상단의 면적이 큰 경우, 서포터가 필요하며 프린팅 후에 제거 가능
• Powder Bed Fusion
• SLS(Selective Laser Sintering)
• 얇게 분말재료를 필드에 깐 다음 레이저로 선택된 부분만 녹여 굳히기를 반복하여 제품을 만드는 방식
• 분말의 입자가 균일해야 하고 각 소재별로 레이저의 세팅을 따로 해야 하므로 세팅이 힘듬.
• 고가이며 유지 비용도 비쌈. 
• 완전히 녹여서 붙이는 경우 SLM (Selective Laser Melting)같은 이름이 붙이며, 에너지 소모량은 많은 대신 물성이 좋아 짐. 
• 레이저를 쏘아 녹이는 과정은 강한 레이저나 레이저 병렬화등으로 속도를 높일수 있으나, 그 위에 파우더를 다시 덮는 과정은 속도의 한계가 있어 동시에 여러 부픔을 한꺼번에 작업하기도 하며, 고열로 금속을 녹이는 과정이에 공기중의 다른물질이 포함되는 것을 막기 위해 프린터 내부는 비활성 기체로 채움. 
• Sheet Lamination
• LOM(Laminated Object Manufacturing)
• 종이, 플라스틱, 금속재질의 시트 형태 재료를 한층 한층 접착한 후 칼 또는 레이저 커터로 형태를 잡아 자르는 방식. 
• 깎아내는 과정이 필요한 하이브리드 방식
• 열로 용접하는 방식이 아니므로 내부 잔류응력 처리나 내부 공기 조절이 덜 필요하고 속도가 빠름. 
• Vat Photopolymerization
• DLP(Digital Light Processing)
• 액상 광경화성 수지가 담긴 통에 프로젝터를 이용하여 모델의 단면을 빛으로 투사하여 레진을 굳힘으로써 적층하는 방식
• 라인으로 레이어를 만드는 방식과 다르게, 단면을 통째로 굳히기 때문에 속도가 아주 빠르며, 빛을 사용하여 정밀도 높음. 
• 재로인 레진이 고비용(약 10배 정도)
• 빛을 사용하므로 빛샘 현상에 따라 정밀도 영향 받으며, 투명한 재료일수록 정밀도 낮아지는 단점. 
• SLA(Stereo Lithography Apparatus)
• 액상 광경화성 수지를 이용한다는 점에서 DLP 프린팅 방식과 유사하나, 빛을 투사하는 대신에 레이저 소스를 이용하는 차이점.
• 일반적인 FDM방식과 유사한 라인 트레이싱 방식을 사용, 그럼에도 불구하고 프린팅 속도는 FDM에 비하여 월등히 빠름.
• 재료는 DLP타입보다 높은 에너지를 요구하는 광개시제가 함유되어 있어 DLP방식과 SLA방식의 레진을 혼용하여 사용하기 어려움.
• 빛샘 현상이 정밀도에 영향 줌.
• 금속을 사용하는 3D 프린터
• 의외로 금속 3D 프린터는 꽤 오래전부터 존재
• 레이저 클레이딩(Laser Cladding)이란 기술을 응용
• 금속분말을 노즐을 통해 뿌리는 동시에 레이저로 녹여서 균일한 두께로 적층
• 제품 생산보다는 금속 가공품의 손상수리에 많이 쓰임
• 금속 3D 프린터가 일선에서 안 쓰인 이유는 사용처가 애매함.
• 절삭 가공만으로는 모양을 내기가 어려운 내부 형상을 갖는 플라스틱 사출성형용 금속금형 생산 같은 경우 활용도 있음.

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