3D 프린터 방식에 따른 특징 - 1

광경화수지 조형 방식(SLA:Stereolithography)

SLA(Stereolithography) 공정은 척 헐(Chuck Hull)이라는 인물에 의해 발명되었고, 1987년에 세계 최초로 상용화된 방식으로 강한 자외선(UV:Ultraviolet)에 반응하여 경화하는 광경화성수지(Photo curable liquid resin)를 한 층 한 층 적층되게 경화시켜 조형물을 만드는 원리이다. 제작된 파트는 적층되는 레이어가 얇아 표면 품질이 우수하고 고정밀 형합 모델 제작이 가능하다. 재료는 에폭시(Epoxy)가 대표적이며 투명도가 높은 파트 제작에도 적합하다. 광경화성수지 조형 방식 부품은 3D 프린터 기술 중에서도 정확도와 해상도 면에서 가장 훌륭하고, 세부 정보도 뚜렷하기 때문에 산업 전반에 가장 많이 활용되고 있는 대표적인 방식이다. 부품이 출력되면 후가공 작업이 필요하다. 경화되지 않은 수지를 이소프로필 알코올(IPA)로 세정하여 제거해야하고, 부품을 건조한 뒤 후경화를 시켜 강도와 안정성을 확보하여야 한다. 부품을 출력하게 되면 출력 지지대가 생기기 때문에 마감 처리를 위해 출력 보조 흔적을 샌딩작업 해야한다. 다목적으로 사용되고있지만 특히 일부 치과, 보석 재료 부분에서 널리 사용되고있다. 

마스크 투영 이미지 경화 조형 방식(DLP:Digital Light Processing)

DLP(Digital Light Processing) 공정 방식은 미국 TI사의 DLP칩을 사용하여 2001년 독일의 Envision Tech사의 Perfactory 시스템이 상용화되면서 널리 사용되기 시작했다. DLP 방식은 마스크 투영 이미지를 광경화성 수지에 투과시켜 레이어를 한 층 한 층 걍화시키는 방식이다. 조형 정밀도와 속도, 그리고 표면의 조도가 뛰어나 캐스팅 과정을 통하여 정밀 부품이나 반지, 목걸이와 같은 주얼리 산업에서의 활용도가 매우 높은 편이다. 최근 LED 광원 방식의 저가형 시스템 제품도 등장했다. 재료는 세라믹 성분이 함유되어있는 PhotoSilver, 주얼리 파트 제작에 적합한 WIC100, PIC100과 RC25 NanoCure와 인체 적합성 재료인 e-Shell재료 등이 있는데 e-Shell의 경우 보청기 산업에서 맞춤형 제품 제작에 사용되고 있다. UV광원을 이용한다는 점에서 SLA 방식과 혼동될 수 있는데, 자외선 레이져가 레이어를 따라 선을 그리며 이동하는 SLA 방식과 달리 영상 프로젝터와 비슷하게 카메라 플래쉬를 터트리듯 한 번에 한 층 전체를 경화시킨다는 특징을 가지고 있다. 때문에 부품의 출력 속도 또한 SLA에 비해 대체적으로 빠른 편이라고 할 수 있다. 

응용수지압출 조형 방식(FDM:Fused Deposition Modeling)

FDM(Fused Deposition Modeling) 공정은 1988년 스콧 클램프(Scott Cramp)에 의해 개발되었다. Stratasys사가 기술에 대한 특허권을 가지고 있었는데, 최근에 FDM에 관련한 특허가 만료되어 가장 먼저 대중적으로 보급되는 3D 프린터 방식에 채용되게 된다. FFF(Fused Filament Fabrication) 방식으로 불리우기도 하는데 Reprap에서 혹시 모를 특허 분쟁을 대비해서 같은 기술에 대하여 이름만 다르게 사용한 것이기 때문에 근본적으로 같은 방식이라고 생각하면 된다. 장치의 구조와 사용되는 프로그램이 간단하기 때문에 장비의 가격 및 유지 보수 면에서 다른 방식의 3D 프린터에 비해 매우 경제적이다. 필라멘트나 와이어 상태의 각종 고체 수지 재료를 가열된 응융 압출 헤드로 통과시켜 한 층 한 층 적층하여 부품을 조형한다. 사용 재료는 ABS, PLA, TPU 등이 대표적이고 필라멘트에 나무나 금속을 첨가하여 해당 첨가물의 표면과 유사한 느낌을 주는 특수 필라멘트 등도 존재한다. 파트 표면의 조도는 필라멘트가 압출되어 적츠된 것이기 때문에 다소 거칠지만, 실제 물성에 가까운 재료를 사용하며 내구성과 유연성이 뛰어나 기능성 파트 제작에 적합하다.