3D 프린터는 가상으로 만들어진 3D 형상을 수지나 금속 등으로 현실화하는 기계입니다. 전도유망한 기계로 주목도도 높고 「무엇이든 만들 수 있는 기계」로 취급되기도 합니다. 일부 항공기와 고급차 등을 중심으로 최종 제품을 제조하고 있다는 뉴스도 접합니다. 그러나 실제로는 정밀도 등의 면에서 「불가능한 일」도 다수 존재합니다. 특히 샘플 부품의 작성 등 취미 이외로 사용하는 경우는 주의해야 할 점이 있습니다. 이번에는 3D 프린터로 가능한 일과 불가능한 일 및 주의점 등에 대하여 설명합니다. 
목차
3D 프린터라서 가능한 형상
3D 프린터이기 때문에 가능한 형상은 적지 않습니다. 예를 들어 금형을 이용한 수지 가공에서는 어려운 언더 형상이나 테이퍼 없는 높은 수직벽 등의 성형이 가능합니다. 또한 수지 재료 3D 프린터나 금속 재료 3D 프린터에서도 경량화를 위해 구조물 속의 살을 메시 구조로 하는 등 기존의 가공 방법으로는 만들 수 없었던 형상을 작성할 수 있습니다. 따라서 복잡한 부품을 일체화하여 성형하거나 구조물 속 복잡한 유로를 작성하는 가공은 3D 프린터의 특기 분야가 됩니다. 또한 금형이 필요 없으므로 시제작 등이 목적인 몇 개 정도의 소량 생산에도 적합합니다.
3D 프린터의 과제
한편 3D 프린터에도 과제가 있습니다. 낮은 정밀도나 후처리를 포함한 공정 수의 문제입니다. 3D 프린터의 발달은 눈부시고 3D 프린터로 성형된 부품의 정밀도는 해마다 좋아지고 있습니다. 그러나 역시 기존의 사출 성형이나 절삭 등에 비하면 어려움이 남는 것이 현실입니다. 적층의 피치는 세밀해지고 오차도 적어졌지만 역시 적층에 따른 층상의 요철이나 오차를 없애는 것은 어렵습니다. 수지 재료의 광조형에서도 매끈한 표면의 부품을 얻기 위해서는 성형 후 연마 등의 후처리를 해야 합니다. 따라서 추가 가공하지 않고 다른 부품과 조합하는 것은 아직 어려운 현실입니다. 영화 등에서 묘사되는 「3D 프린터로 만들어진 무기가 즉시 움직여 전력이 된다」라는 상황은 실제로는 아직 불가능합니다. 녹은 수지를 적층하는 것 이외의 방식, 수지 용액을 레이저로 경화시키거나 금속이나 수지 분말을 레이저 등으로 경화시키는 방식의 경우 경화되지 않은 부분의 재료 제거도 필요합니다. 특히 분말 재료로 복잡한 형상을 작성한 경우는 흡인기 등을 사용하여 신중하게 남은 재료를 제거해야 합니다. 또한 특히 금속 재료의 3D 프린터인 경우에는 성형 중에 부품이 균형을 잃지 않도록 서포트하는 지그와 같은 파츠를 동시에 성형해야 하는 경우가 많습니다. 이러한 서포트의 제거에도 많은 공정과 시간이 소요됩니다. 이와 같이 3D 프린터에는 성형만이 아닌 그 전후에도 많은 공정 수가 필요합니다. 그래서 성형 그 자체는 신속했다고 해도 실제 사용할 수 있는 부품을 작성하려면 많은 시간과 그에 따른 비용이 발생합니다.
3D 프린터를 사용하기 전에 알아야 할 것
3D 프린터로 「출력 서비스」를 하는 기업도 많이 있습니다. 다른 수지 가공이나 금속 가공을 하는 가공업자와 마찬가지로 데이터를 전달하면 그대로의 형상을 만들어 줍니다. 출력 서비스를 이용하면 3D 프린터 사용이 익숙하지 않은 사람이라도 3D 프린터를 구입하지 않고 3D 프린터로 성형된 부품을 입수할 수 있습니다. 작은 로트 생산이나 시제작을 할 때 등에 편리한 서비스입니다. 그러나 3D 프린터의 성형도 실은 상당히 많은 공정 수가 필요합니다. 따라서 비용이 다른 가공에 비해 극적으로 떨어지는 경우는 그렇게 많지 않습니다. 「뭔가 편리해 보인다」라는 막연한 이미지로 시작하는 것이 아니라 가공 제품의 필요성이나 공정·비용 등을 이해한 뒤에 시작하는 것이 좋습니다. 3D 프린터 구입 시에도 주의해야 합니다. 상술한 바와 같이 3D 프린터에는 가능한 일과 잘 못하는 가공도 있습니다. 또한 보다 정밀도 좋게 마감하려면 노하우의 축적 등도 빠뜨릴 수 없습니다. 게다가 재료비나 후처리에 드는 비용 등도 결코 적지 않습니다. 따라서 모처럼 구입한 3D 프린터라도 마음껏 활용할 수 없는 상태로 있는 경우도 있습니다.
정리
「무엇이든 가능한 대단한 기계」라는 이미지를 가진 3D 프린터이지만 실제로는 다른 가공기와 마찬가지로 장점과 단점이 있고 제품으로 사용할 수 있는 가공품을 만들려면 다양한 조건을 만족해야 합니다. 시제작에서 활용은 진전되고 있지만 제품으로 사용하려면 아직 많은 과제가 남아 있습니다. 또한 가공 전후의 공정 수나 노하우 축적 등도 빠질 수 없습니다. 간단하게 사용할 수 있을 듯한 이미지로 시작하지 말고 특징을 이해한 후에 활용합시다.
