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3D 프린팅 구조 및 증착기술

전문가 제언: ○ 3D 프린팅 기술의 핵심은 CAD 설계도를 기반으로 3D 개체의 최적의 정확한 위치에 적절한 양의 플라스틱 분말이나 고분자 등 각종 첨가제를 투입하는 것이다. 아울러 첨가제가 증착(depositing), 경화(curing) 및 융합(fusing) 등의 과정을 거치면서 제품의 완성도를 높일 수 있도록 하기 위해서는 첨가제 제조 기술이 매우 중요하다. 이 기술에서는 3D 개체의 횡단면을 3D(x-y-z)로 구분하여 각 축에 평행하게 레이어를 구성함으로써 제품의 완성도를 높일 수 있는 기술적인 가치가 있다.
○ 이 기술은 디스펜서(dispenser)에 의해 CAD 설계도를 기반으로 최적의 재료투입 포인트를 설정하는 점과, 3D 개체 인쇄패드의 각종 불순물 등을 제거하고 프린팅 재료를 재분배함으로써 불필요한 첨가제의 낭비를 줄일 수 있으며, 나아가 제품의 완성도를 향상시킬 수 있는 기술적 및 상용화로서의 가치가 있다.
○ 3D 프린팅 산업이 제조업 분야에 정착하고 산업을 활성화시키기 위해서는 긴 작업시간을 줄여야 하는 과제가 있다. 이 기술의 핵심은 디스펜서(dispenser)에서 프린팅 재료를 분배, 압출, 재료투입 포인트 설정, 첨가제 투입, 프린팅 재료 재분배 등 5단계 구조로 설계되어 있다. 이러한 5단계 알고리즘은 구조가 너무 복잡하고 특히 step 5의 3D 횡단면 레이어를 따라 프린팅 재료를 재분배하는 과정은 작업시간이 불필요하게 길어질 수 있는 요인이 된다. 이를 개선하여 step 4에서 첨가제 투입과 동시에 프린팅 재료의 재분배가 이루어지는 구조로 단순화하는 회피설계가 필요하다.
○ 3D 프린팅 기술은 항공기, 자동차 및 의료분야를 중심으로 확산되고 있다. 글로벌 시장규모는 2012년 22억 400만 달러에서 2021년에는 2012년 대비 약 5배 성장한 108억 달러의 대규모 시장형성이 예상된다. 아울러 2016년이면 기업용 3D 프린터를 2천 달러 이하에 구입할 수 있을 것이며, 2018년까지 전 세계 제조업체의 25%이상이 3D 프린터를 도입할 것으로 전망된다. 이에 글로벌 시장 선점을 위한 산？학？연의 공동 노력이 필요하다.

저자: 3D SYSTEMS, INC.
자료유형: 특허정보