3D 프린터

3D 프린터로 만드는 에펠탑 모형

3D Printer

개요

도면을 입력하면 3D로 결과물이 나오는 프린터. 여태까지의 프린터들은 종이에다 평면으로 출력하는 데에 초점을 뒀지만, 이건 물건 그 자체를 만들어내는 데에 초점을 둔 것이다.

공장이 이미 기계화가 많이 진행됐지만, 이건 눈앞에서 본품을 바로 출력해낼 수 있기 때문에 다품종 소량생산에 도움이 될 전망이다. 그 외에 사회에 끼칠 수 있는 영향이 어마어마한지라, 이 프린터부터 4차 산업의 시작으로 본다. 물론 지금은 모형을 만드는 수준이지만, 기술이 좀더 발달한다면 더 다양한 방면으로 쓰일 수 있을 것이다.

시초

1980년대 개발 당시 초기 이름은 RP였다. 1984년 미국의 발명가인 척 힐은 시제품 제작을 위해 광 폴리머 물질을 3D물체로 만들면서 1986년에 3D systems 회사를 설립했다. 2000년대에 FDA, SLA 재료로 만든 기술이 특허를 얻고 건축, 패션, 음식, 제품 등에 활용하면서 대중화 되기 시작했다.

문제점

3D 프린터가 점점 대중화가 되어가면서 이걸 악용하는 사람이 생겨나기 시작했다. 새로운 기술이 생겨나면 피할 수 없는 문제긴 한데, 일어날 수 있는 문제가 좀 심각한 편이다. 2018년에 3D 프린터로 만들 수 있는 총 도면이 배포되기 시작했고, 이에 대한 아무런 규제도 없자 1000건이 넘는 다운로드 수를 기록했다. 이게 그냥 모형 총이 아니라 실제로 같은 위력을 지닌 총이고, 이걸 규제할 방도가 없어지기 때문에 논란이 일어나기도 했다.

인쇄 방식

• 절삭제조(subtractive manufacturing)는 재료를 깎아내어 3D 프린팅을 한다. 사실상 CNC의 다른 말이기도 하다. 구조물에 따라 절삭 도구가 들어가지 못하는 부분이 있을 경우 제조가 불가능하다.

• 적층제조(additive manufacturing)는 미세한 입자를 무한정으로 쌓아올리는 방식으로 작동하여 3D 물체를 만든다. 쌓아올리는 물질이 무엇이냐에 따라 구분된다.
  • 필라멘트(FDM)

    합성수지로 된 가는 선재를 녹여서 쌓아올리는 방식. 비용이 가장 낮은 방식이며 3D 인쇄의 대중화를 주도했다.(흔히 볼수 있는 형태로 보급형이라고 생각하면 쉽다.) 정밀도는 가장 낮은 방식이다. 만들고 나면 결이 생겨서 부서지기 쉽다.

  • 고체분말(SLS)

    다양한 물질을 분쇄한 분말을 한장한장 적층하면서 굳혀야 하는 부위에 레이저를 쏘아 인쇄하는 방식. 완성했을 때 인쇄공간에 분말이 가득 차 있지만, 인쇄 영역이 아닌 부분은 털어내어 재사용할 수 있다. FDM 방식이 등장하기 전까지 가장 대중적인 방식이었으며 비싸고 장비 덩치가 크다. 다른 방식에 비해 서포터(지지대)가 필요 없어서 편하다.

  • 레진(SLA)

    액체 카트리지에 광반응을 일으켜 인쇄하는 방식. 속도만큼은 따라올 자가 없지만 가격도 그만큼 만만치 않다. FDM이나 SLS가 밑에서 위로 쌓아 올리는 형태라면, SLA는 인쇄면을 아래에서 위로 올리면서 뜨거운 유리의 모양을 잡듯이 모양을 갖추는 방법이다. DLP 등의 컬러 소스가 가능하면 인쇄물에 색상을 바로 입히는 것도 가능하다. 주로 산업체에서 볼 수 있으며 건강에 위협이 될 수 있다.