새로운 기계로 주목받고 있는 3D 프린터. 전시회 등에서도 활발하게 소개되고 있습니다. 이번에는 3D 프린터에 대하여 설명합니다. 
목차
3D 프린터란
3D 프린터란 3D, 즉 입체 형상을 출력하는 기계입니다. PC에서 3D CAD 등의 소프트웨어를 이용하여 작성한 가상 입체 형상을 현실로 출력할 수 있는 기계라고 합니다. 최근에는 공작 기계에서도 가상 3D 데이터를 로딩하여 자동으로 가공하는 기종도 나왔지만 일반적인 공작 기계의 경우 사람이 도면을 읽으면서 수작업으로 가공 프로그램을 입력해야 합니다. 경우에 따라서는 도중에 기계를 바꾸거나 공구를 변경하거나 하는 작업이나 지시가 필요합니다. 그러나 3D 프린터는 이와 같은 공정이 필요 없습니다. 가상 3D 형상에서 소프트웨어를 거쳐 그대로 조형할 수 있습니다.
3D 프린터의 원리
일반 프린터로 종이 등에 인쇄할 경우 프린터는 디지털로 지시된 좌표에 정해진 양의 잉크를 쏟아냅니다. 이 원리는 3D 프린터에서도 동일합니다. 3D 프린터에서는 먼저 가상 3D 형상을 Z축(높이) 방향으로 여러 층으로 슬라이스합니다. 그리고 매 층마다 지시된 좌표에 재료를 쏟아내거나 빛을 조사하거나 하면서 형상을 만들고 그것을 위로 쌓으면서 3D 형상을 만들어 가는 것입니다. 그래서 3D 프린터로 조형하는 것을 「적층」이라고 부르기도 합니다.
3D 프린터의 종류
3D 프린터에는 여러 종류가 있지만 출력할 수 있는 재료는 주로 수지와 금속입니다. 공업용으로는 거의 사용되지 않지만 석고 등을 취급하는 기종도 있습니다. 조형 방법은 재료에 따라 다릅니다. 수지 재료는 수지 종류에 따라 녹인 수지를 쏟아내면서 적층하거나 수지 용액을 빛이나 레이저로 경화시키거나 분말을 레이저로 소결시키거나 합니다. 특히 녹인 수지를 쏟아내는 타입은 소형으로 저렴한 기종도 많이 판매되고 있습니다. 따라서 소소한 작업실에 비치되어 있거나 가정에서 취미로 사용되는 경우도 있습니다. 그만큼 많은 사람들이 3D 프린터라고 하면 이런 타입을 상상할 것입니다. 그러나 실제 제조업 현장에서는 수지 용액이나 분말을 빛이나 레이저로 경화, 소결시키는 타입도 재료를 녹여 적층하는 타입 이상으로 널리 사용되고 있습니다. 또한 기종에 따라 다르지만 레이저나 빛으로 조형하는 3D 프린터 쪽이 재료를 녹여 조형하는 것보다 높은 정밀도의 조형이 가능합니다. 금속 재료의 경우 재료의 분말을 레이저로 소결시켜 조형하는 기종이 대부분입니다. 녹인 금속을 쏟아내어 적층하는 기종도 존재하지만 현재는 용도가 한정되어 있습니다. 금속의 융점은 수지보다 높기 때문에 재료를 녹이는데 큰 열이 필요하다는 점이나 녹인 금속의 점도는 녹인 수지의 점도보다 낮아 적층하는 동안에도 흘러 버리기 쉽다는 등의 결점이 있기 때문입니다. 따라서 금속 재료를 취급하는 3D 프린터는 분말을 레이저로 소결시키는 것이 주류가 되고 있습니다.
정리
3D 프린터는 시제작이나 소량 생산을 중심으로 퍼져 최근에는 최종 제품의 제조에도 사용되는 경우가 나오고 있는 주목도 높은 기계입니다. 현재도 계속해서 새로운 기능을 가진 3D 프린터가 발표되고 있어 흥미가 있다면 그때마다 최신 정보를 체크하도록 합시다.
