3D 레이어링 또는 3D 프린팅 이라고도 하는 광조형 기술을 사용하면 몇 시간 만에 CAD 도면에서 솔리드, 플라스틱, 3차원(3D) 개체를 만들 수 있습니다. 부품의 적합성을 확인하려는 기계 엔지니어든 발명의 플라스틱 프로토타입을 만들고자 하는 발명가이든, 광조형술은 CAD 도면을 실제 물체로 바꾸는 빠르고 쉬운 방법을 제공합니다.
3D 프린팅은 우리가 살고 있는 시대의 아주 좋은 예입니다. 과거에는 부품의 프로토타입을 만드는 데 몇 달이 걸렸지만 오늘날에는 몇 시간이면 가능합니다. 제품을 꿈꿀 수 있다면 이틀 뒤에는 작업 모델을 손에 쥘 수 있다! 이번 호에서는 PT CAM(Piedmont Triad Center for Advanced Manufacturing)의 광조형 서비스국을 둘러보고 관련 모든 것을 이해하고 이 기술이 생산한 실제 3D 모델을 볼 수 있습니다!
- 광조형기
- 광조형 공정
- 스테레오리소그래피로 만들 수 있는 것
- 광조형 비용
광조형기
PT CAM은 3-D Systems에서 생산하고 여기에 표시된 광조형 기계를 사용합니다 .
이 기계에는 네 가지 중요한 부품이 있습니다.
- 몇 갤런의 액체 포토폴리머로 채워진 탱크 . 포토폴리머는 투명한 액체 플라스틱입니다.
- 탱크에 잠긴 천공된 플랫폼. 플랫폼은 인쇄 프로세스가 진행됨에 따라 탱크에서 위아래로 움직일 수 있습니다.
- 자외선 레이저
- 레이저와 플랫폼을 구동하는 컴퓨터
포토폴리머는 자외선에 민감하기 때문에 레이저가 포토폴리머에 닿으면 폴리머가 굳습니다.
SLA( stereolithograph device) 옆에 서면 레이저가 각 레이어를 만드는 과정을 실제로 볼 수 있습니다.
광조형 공정
기본 인쇄 프로세스는 다음과 같습니다.
- CAD 프로그램에서 개체의 3D 모델을 만듭니다.
- 소프트웨어 한 조각이 CAD 모델을 얇은 레이어(일반적으로 밀리미터당 5~10개 레이어)로 자릅니다.
- 3-D 프린터 의 레이저 "페인트"층의 하나, 액체 노출 플라스틱 탱크 및 그것을 경화
- 플랫폼이 탱크로 몇 밀리미터 아래로 떨어지고 레이저가 다음 레이어를 페인트합니다.
- 이 프로세스는 모델이 완성될 때까지 레이어별로 반복됩니다.
이것은 특별히 빠른 프로세스가 아닙니다. 생성되는 개체의 크기와 수에 따라 레이저는 각 레이어에 대해 1~2분 정도 걸릴 수 있습니다. 일반적인 실행에는 6~12시간이 소요될 수 있습니다. 대형 물체의 경우 며칠에 걸친 작업이 가능합니다(위에 표시된 기계의 최대 크기는 3차원에서 10인치(25cm)의 물체임).
CAD 프로그램에서 개체에 대한 3D 디자인을 만드는 것으로 시작합니다. 이 디자인은 지지대를 트레이에서 약간 위로 올리는 지지대와 건설 중에 필요한 내부 버팀대를 사용하여 조립하기 전에 조정됩니다. 그런 다음 SLA는 개체를 자동으로(무인 상태로) 렌더링합니다. 프로세스가 완료되면 SLA가 플랫폼을 높이고 3D 개체로 끝납니다. 개체가 작으면 원하는 경우 여러 개를 동시에 제작할 수 있습니다. 그들은 모두 쟁반에 나란히 앉습니다.
다음 사진은 건물이 완성된 후의 트레이를 보여줍니다. 동시에 여러 개의 동일한 개체가 생산되었습니다.
실행이 완료되면 용제로 물체를 헹구고 플라스틱을 완전히 경화시키는 자외선 오븐에서 "구우십시오".
스테레오리소그래피로 만들 수 있는 것
스테레오리소그래피를 사용하면 상상할 수 있는 거의 모든 3D 모양을 만들 수 있습니다. CAD 프로그램으로 가져올 수 있다면 아마 만들 수 있을 것입니다. 유일한 주의 사항은 건축 과정에서 구조적 무결성이 필요하다는 것입니다. 어떤 경우에는 디자인에 내부 버팀대를 추가하여 인쇄 또는 경화 단계 에서 무너지지 않도록 해야 합니다 .
이 페이지의 사진은 PT CAM에서 생성된 일반적인 개체를 보여줍니다. 이 조각은 가볍고 폴리스티렌 플라스틱 의 강도를 가지고 있습니다. 장착, 드릴링 등을 할 수 있어 실제 사용 시 사용해 볼 수 있습니다. 예를 들어, 의자 제조업체는 스테레오리소그래피를 사용하여 다양한 팔걸이 모양을 만들고 실제 의자에 테스트하여 느낌을 확인합니다.
광조형 비용
광조형술은 저렴한 공정이 아닙니다. 기계 자체의 비용은 일반적으로 $250,000를 초과합니다. 폴리머와 솔벤트에 의해 생성되는 연기로 인해 환기되어야 합니다. 폴리머 자체는 매우 비쌉니다. 광조형에 사용되는 일반적인 포토폴리머인 CibaTool SL5170 수지는 일반적으로 갤런당 약 $800입니다. 이러한 이유로 대기업을 제외하고 어디에서나 광 조형 기계를 찾는 것은 드문 일입니다.
그러나 광조형 기술의 장점을 소규모 상점과 개인에게 제공할 수 있는 서비스 사무소가 있습니다. 예를 들어, PT CAM 은 시간당 $55에 광조형을 수행할 뿐만 아니라 기업이 시간당 $30만큼 저렴한 시간 블록을 구매할 수 있도록 합니다. 저렴하지는 않지만 자체 SLA 및 수지를 구입하거나 부품을 가공하는 것과 비교하면 정말 저렴합니다. 당신은 할 수 전자 우편으로 귀하의 부분이 하루 이틀에 다시 배송받을, 많은 경우에, PT CAM로 CAD 설계 및. 짧은 사이클 타임은 광조형의 가장 매력적인 점 중 하나입니다!
이 기사를 작성하는 데 도움을 준 Joel Leonard, Jerry Watkins 및 Steve Oneyear에게 특별히 감사드립니다!
