3D 프린팅 : 알아야 할 사항

할아버지의 데이지 휠 프린터 나 엄마의 도트 매트릭스가 아닙니다. 실제로, 그들은 오늘날의 문서 또는 포토 프린터와 거의 유사하지 않으며, 지루한 오래된 2 차원으로 만 인쇄 할 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 3D 프린터는 다양한 재료로 3 차원 물체를 만들 수 있습니다. 이들은 스테이플, 베스트 바이 및 홈 디포와 같은 소매점에 등장하여 주류로 올라가고 있으며 Amazon.com과 다른 온라인 매장을 통해 수많은 3D 프린터와 소모품을 구입할 수 있습니다. 작업 현장이나 디자인 스튜디오, 학교 및 커뮤니티 센터 및 애호가들의 손에 아직도 대부분 있지만, 3D 프린터는 작업대, 직장 및 부엌, 그리고 아마도 가까운 집에서 점점 더 많이 발견되고 있습니다. 당신의 것이 아닙니다.

3D 인쇄 란 무엇입니까?

기본적으로 3D 프린팅은 재료가 층별로 쌓여 3 차원 물체를 형성하는 제조 공정입니다. 3D 프린터는 다양한 재료 (플라스틱 또는 금속 등)를 사용하지만, 이는 재료가 절단, 천공, 밀링 또는 기계 가공되는 감산 공정과 달리 물체가 처음부터 만들어지기 때문에 추가 공정으로 간주됩니다. 기술 (아래의 "3D 인쇄는 어떻게 작동합니까?"참조)은 CAD (Computer-Aided Design) 또는 CAM (Computer-Aided Manufacturing) 프로그램에서 생성 된 3 차원 데이터가 포함 된 디지털 파일을 전환하는 기능을 공유합니다. 또는 3D 스캐너에서 실제 물체로.

3D 인쇄도 인쇄입니까?

예, 3D 인쇄는 전통적으로 정의 된 것은 아니지만 인쇄로 간주 될 수 있습니다. "인쇄"에 대한 관련 웹스터 정의는 인쇄물, 출판물 또는 사진의 생산 및 인상 (압력 적용)에 의한 생산에 중점을 둡니다. 어느 정의도 3D 인쇄에 실제로 적합하지 않습니다. 그러나 기술적 인 관점에서 볼 때 3D 프린팅은 기존 프린팅의 결과물로, 재료 층 (일반적으로 잉크)이 적용됩니다. 일반적으로 너무 얇기 때문에 눈에 띄는 높이가 없습니다 (단색 잉크 프린터의 경우 다소 두껍습니다). 3D 프린팅의 기능은 여러 레이어를 적용하여 높이를 크게 늘리는 것입니다. 따라서 이러한 방식으로 3 차원 물체의 제작을 포함하도록 인쇄 정의를 확장하는 것이 합리적입니다.

3D 인쇄는 어떻게 작동합니까?

기존 프린터와 마찬가지로 3D 프린터는 다양한 기술을 사용합니다. 가장 일반적으로 알려진 것은 FFF (fused filament fabrication)로도 알려진 FDM (fused deposition modeling)이다. 여기에는 아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS), 폴리 락트산 (PLA) 또는 다른 열가소성 수지로 구성된 필라멘트가 가열 된 압출 노즐을 통해 층으로 녹여서 쌓입니다. Stratasys가 1990 년대 중반에 IBM의 도움을 받아 시장에 출시 한 최초의 3D 프린터는 소비자, 애호가 및 학교에 적합한 대부분의 3D 프린터와 마찬가지로 FDM (Stratasys로 상표가 붙은 용어)을 사용했습니다.

3D 프린팅에 사용되는 다른 기술은 입체 석판 술입니다. 그 안에 UV 레이저가 자외선에 민감한 광 중합체의 통에 비춰져 표면에 생성되는 물체를 추적합니다. 폴리머는 빔이 빔에 닿을 때마다 고화되고 빔은 작업중인 CAD 또는 CAM 파일의 지침에 따라 오브젝트 레이어를 레이어별로 "인쇄"합니다.

이에 대한 변형으로 DLP (Digital Light Projector) 3D 인쇄도 있습니다. 이 방법은 액체 폴리머를 디지털 광 처리 프로젝터의 빛에 노출시킵니다. 이것은 대상물이 형성 될 때까지 중합체 층을 층별로 경화시키고, 나머지 액체 중합체가 배출된다.

멀티 제트 모델링은 잉크젯과 같은 3D 프린팅 시스템으로, 착색되고 접착제 같은 바인더를 물체가 형성되는 연속적인 파우더 층에 분사합니다. 이것은 가장 빠른 방법 중 하나이며 여러 가지 색상 인쇄를 지원하는 몇 가지 중 하나입니다.

표준 잉크젯을 수정하여 잉크 이외의 재료로 인쇄 할 수 있습니다. 진취적인 DIY 사용자는 다양한 재료로 작업하기 위해 일반적으로 압전 헤드와 같은 프린트 헤드를 만들거나 개조했습니다. 경우에 따라 프린트 헤드 자체를 다른 3D 프린터로 인쇄하는 경우도 있습니다! MicroFab Technologies와 같은 회사는 3D 가능 프린트 헤드 (및 완전한 인쇄 시스템)를 판매합니다.

선택적 레이저 소결 (SLS)은 고출력 레이저를 사용하여 플라스틱, 금속, 세라믹 또는 유리 입자를 융합시킵니다. 작업이 끝나면 남은 재료가 재활용됩니다. 전자빔 용해 (EBM)는 금속 분말을 층별로 녹이기 위해 전자빔을 사용합니다. 티타늄은 종종 항공기 부품뿐만 아니라 의료 임플란트를 합성하기 위해 EBM과 함께 사용됩니다.

이 기술에 따라 3D 프린터는 금속 (스테인레스 스틸, 땜납, 알루미늄 및 티타늄)을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 재료를 사용할 수 있습니다. 플라스틱 및 중합체 (플라스틱을 금속, 목재 및 기타 재료와 결합하는 복합재 포함); 세라믹; 벽토; 유리; 치즈, 아이싱 및 초콜릿과 같은 식품까지! (3D 프린터 필라멘트 유형에 대한 입문서를 참조하십시오.)

누가 3D 프린팅을 발명 했습니까?

스테레오 리소그래피 기술을 사용한 최초의 3D 프린터는 1980 년대 중반 Charles W. Hull이 개발했습니다. 스테레오 리소그래피는 대체로 고가의 상업적 기술이며, 기계의 가격은 종종 $ 100, 000 이상입니다.

1986 년에 Hull은 다양한 기술을 사용하는 3D 프린터를 판매하는 회사 인 3D Systems를 설립했습니다. 보급형 키트에서 고급 상용 시스템에 이르기까지 3D Systems는 주로 비즈니스 사용자에게 주문형 부품 서비스를 제공합니다.

3D 프린팅의 장점은 무엇입니까?

디자이너는 3D 프린팅을 사용하여 개념을 3D 모델 또는 프로토 타입 ("rapid prototyping")으로 빠르게 전환하고 빠른 디자인 변경을 구현할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 대규모 운영보다는 주문형 제품을 생산할 수 있으므로 재고 관리가 개선되고 창고 공간이 줄어 듭니다. 원격지에있는 사람들은 접근 할 수없는 물건을 제작할 수 있습니다.

실질적인 관점에서 볼 때, 3D 프린팅은 매우 적은 양의 원료가 낭비되므로 비용 및 재료 대 감산 기술을 절약 할 수 있습니다. 또한 제조의 본질을 바꾸어 소비자가 자신의 집에 전자 장치와 같은 복잡한 3D 개체를 인쇄하기 위해 파일을 다운로드 할 수있게합니다.

3D 프린터로 무엇을 만들 수 있습니까?

디자이너는 3D 프린터를 사용하여 제품 모델과 프로토 타입을 빠르게 만들지 만 최종 제품을 만드는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 3D 프린터로 만든 품목 중에는 신발 디자인, 가구, 보석류 제작을위한 왁스 주물, 도구, 삼각대, 선물 및 참신 품목 및 장난감이 있습니다. 자동차 및 항공 산업은 3D 프린터를 사용하여 부품을 만듭니다. 아티스트는 조각품을 만들 수 있으며 건축가는 프로젝트 모델을 제작할 수 있습니다. 고고학자들은 3D 프린터를 사용하여 최근 몇 년 동안 ISIS에 의해 파괴 된 일부 고대 유물을 포함하여 취약한 유물 모델을 재구성하고 있습니다. 마찬가지로 고생물학 자와 학생들은 공룡 골격과 다른 화석을 복제 할 수 있습니다. 간단하고 실용적인 3D 프린터 개체 갤러리를 확인하십시오.

의사와 의료 기술자는 3D 프린팅을 사용하여 보철물, 보청기, 인공 치아 및 뼈 이식편을 만들 수 있으며 수술 준비를 위해 CT 스캔에서 장기, 종양 및 기타 내부 신체 구조 모델을 복제 할 수 있습니다. 좋은 사례는 프로젝트 다니엘 (Project Daniel)인데 수단 폭력의 희생자들을 위해 인공 팔과 손을 3D로 인쇄합니다. 또한 인공 기관 (신장 및 혈관 등)을 만들기 위해 세포층을 쌓을 수있는 3D 프린터가 이미 R & D 단계에 있습니다. 예를 들어 피해자 내부에있는 총알을 복제하는 것과 같이 법의학에서 3D 인쇄를위한 장소도 있습니다.

인쇄 전자 장치는 전자 또는 광학 잉크를 적용하여 전자 장치 또는 회로를 레이블, 직물 및 판지와 같은 유연한 재료에 인쇄 할 수있는 인쇄 방법 세트입니다. 성능이 낮은 장치를 매우 저렴한 비용으로 제조 할 수 있습니다. 인쇄 전자 장치는 3D 인쇄와 결합되기 시작하여 계층 회로 또는 장치를 인쇄 할 수 있습니다. 이 강력한 콤보의 자연스러운 결과는 언젠가 3D 계획에서 가제트를 구매하지 않고 인쇄 할 수 있다는 것입니다.

음식 준비는 3D 프린터를 사용할 수있는 또 다른 방법입니다. 프랑스 요리 연구소 (French Culinary Institute)는 코넬 대학 (Cornell University)에서 개발 한 오픈 소스 3D 프린터를 사용하여 예술적 진미를 준비하고 있으며, MIT는 풍요의 뿔이라는 3D 식품 프린터를 만들었습니다. 소수의 식당에서 푸드 프린터 프로토 타입을 테스트하고 있습니다. NASA의 3D 인쇄 연구에는 3D 인쇄 피자와 같은 식품 인쇄가 포함되었습니다.

소수의 음식 3D 프린터가 상용화되었습니다. 그들은 초콜릿, 팬케이크 또는 쿠키와 같은 특정 식품에 집중하는 경향이 있습니다.

3D 인쇄 서비스 란 무엇입니까?

프린터를 사용하기 위해 3D 프린터를 소유 할 필요는 없습니다. Shapeways 및 Sculpteo와 같은 많은 3D 인쇄 서비스는 선물 및 기타 작은 품목을 자체 3D 프린터로 주문한 다음 고객에게 배송합니다. 고객은 온라인 카탈로그에서 자신의 3D 개체 파일을 제출하거나 대부분 다른 서비스 사용자가 디자인 한 항목을 선택할 수 있습니다.

그러나 3D 인쇄 서비스는 더 이상 전문가의 영역이 아닙니다. Staples 및 UPS와 같은 대기업은 3D 인쇄 서비스를 도입했으며 일부 전통적인 인쇄소는 레퍼토리에 3D 인쇄를 추가했습니다.

3D 프린터는 어디서 구할 수 있습니까?

대부분의 3D 프린터 제조업체는 온라인에서 직접 제품을 판매합니다. Amazon.com과 같은 온라인 전용 회사 및 오프라인 매장을 보유한 다른 회사를 포함하여 많은 e-tailers가 현재이를 보유하고 있습니다. Walmart, Best Buy 및 Staples와 같은 후자 중 일부는 온라인뿐만 아니라 매장에서도 제공하지만 모든 매장이 가지고 있지는 않으므로 웹 사이트에서 매장 가용성을 확인하십시오. 주요 도시에 여러 3D 프린터 매장이 문을 열었습니다. 예를 들어, iMakr은 런던과 뉴욕시에 매장이 있습니다.

몇몇 온라인 소매 업체는 Dynamism과 같은 3D 프린터를 전문으로하며 다른 브랜드의 다양한 3D 프린터를 판매하고 고객 지원을 제공합니다.

3D 인쇄에 필요한 소프트웨어는 무엇입니까?

거의 모든 3D 프린터는 STL 형식 (스테레오 리소그래피 용으로 명명)의 파일을 허용합니다. 이러한 유형의 파일은 AutoCAD와 같은 고가의 상용 패키지에서 무료 또는 오픈 소스 제품 (예: Google SketchUp 및 Blender)에 이르기까지 대부분의 CAD 소프트웨어에서 생성 할 수 있습니다. 자체 3D 파일을 만들려는 경향이없는 사용자를 위해 MakerBot의 Thingiverse와 같은 3D 개체 데이터베이스는 다운로드 및 인쇄 할 수있는 수많은 3D 개체 파일을 제공합니다.

대부분의 3D 프린터는 디스크로 제공되거나 다운로드 할 수있는 소프트웨어 제품군과 함께 제공되며 여기에는 인쇄에 필요한 모든 것이 포함됩니다. 이 제품군은 일반적으로 프린터 및 슬라이서를 제어하기위한 프로그램을 제공합니다.이 슬라이서는 인쇄 준비 과정에서 선택한 해상도 및 기타 요인에 따라 객체 파일을 레이어로 포맷합니다. 일부 제품군에는 매끄러운 인쇄를 방해 할 수있는 문제를 수정하여 개체 파일을 "치료"하는 프로그램이 포함되어 있습니다. 이 프로그램은 RepRap 오픈 소스 운동에서 나 왔으며이 중 취미 3D 프린팅이 개발되었습니다. 일부 프린터의 경우 제품군에 제공된 내용을 사용하지 않고 다운로드 할 개별 구성 요소 프로그램을 선택할 수 있습니다.

3D 프린팅의 미래는 무엇입니까?

가정과 소규모 기업을위한 다양한 3D 프린터를 쉽게 이용할 수 있습니다. PCMag는 상당수의 제품을 검토했지만 여전히 이국적이고 고가의 장치로 여겨지고 있습니다. 향후 몇 년 안에 3D 프린터가 집안에서보다 일반화 될 때 (워크 벤치, 스튜디오, 본사, 심지어 부엌에서도) 변경 될 것으로 예상합니다. 모든 가정에서 찾을 수는 없지만 가족이있는 사람들에게는 없어서는 안 될 것입니다. 대부분의 경우, 3D 프린터로 제작 된 품목은 내부가 균질하지만 인쇄 가능한 전자 장치뿐만 아니라 여러 재료와 복합 재료를 결합한 더 복잡한 작품이 보이기 시작합니다. 오늘날의 3D 프린터를 사용하면 TV 리모컨의 배터리 덮개를 분실 한 경우 교체 용 덮개를 인쇄 할 수 있습니다. 내일부터 리모컨을 분실하면 새 리모컨을 인쇄 할 수 있습니다.

또한 3D 프린팅은 우주 공간에서 발판을 마련하고 있습니다. NASA는 국제 우주 정거장에서 3D 프린터를 실험하고 있습니다. 결국 3D 프린터를 사용하여 화성과 다른 세계에 서식지를 만들 수 있습니다. 일산화탄소 질식으로 죽어가는 아폴로 13 호 우주 비행사를 구하기 위해 NASA는 사실상 둥근 구멍에 사각형 못을 끼울 수있는 방법을 찾아야했습니다. 보드에 3D 프린터가 있었으면 커넥터를 디자인하고 인쇄하여 문제를 쉽게 해결할 수있었습니다.

우주 비행사들은 밸브 나 위젯을 교체해야 할 경우 홈 디포로 스윙을 할 수 없지만 3D 프린터는 필요에 따라 하나를 제작할 수 있습니다. 마찬가지로 남극 기지 및 기타 원격 지구에 3D 프린터가 설치되어 다음 재 보급에 필요한 부품이나 도구를 교체하기 위해 6 개월 동안 기다릴 수 없습니다.

3D 프린팅의 의료 응용 분야는 보철, 보청기 및 치과 용 크라운으로 끝나지 않습니다. (작동중인 내용을 미리 보려면 위의 "3D 프린터로 무엇을 만들 수 있습니까?"를 참조하십시오.) 교체 부품을 기계식으로 제한 할 필요는 없습니다.

지난 몇 년 동안 우리는 3D 프린터의 다양성과 사용이 폭발적으로 증가했습니다. 개인 컴퓨팅이 1980 년경에 있었던 곳과 비슷합니다. 3D 프린팅 분야가 어떤 영역으로 나아갈 지 쉽게 알 수 있지만, 1980 년에 아무도 상상하지 못했던 것처럼 다른 것들은 우리가 예측할 수없는 것입니다. 개인용 컴퓨터로 바뀔 것입니다. 3D 프린팅은 PC와 동일한 영향을 미치지 않을 수도 있지만, 제조에 혁명을 일으킬 가능성이 있으며, 더 중요한 것은 일상적인 소비자에게 제공 될 수 있습니다. 한 가지 확실한 점은 3D 프린팅이 여기에 있습니다.

자세한 내용은 10 대 최고의 3D 프린터에 대한 가이드와 얼리 어답터의 통찰력을 확인하십시오.