8. 산업 분야 소개 - FDM 방식
필라멘트의 형태로 된 다양한 엔지니어링 플라스틱 (ABS, PC, PC-ABS, PPSF,Nylon12 등)을
고온의 헤드에서 가열하여 노즐을 통하여 압출시킨 후, 고화된
층위로 이동하여 재료를 그 위에 다시 압출시켜 제품을 형상화 시키는 방식
9. 산업 분야 소개 - FDM 재료
높은 내구성
– ABS 수지 사용
– 양산품에 준하는 품질
– 반투명 재질
기능성
– 정전기 방지
– 뛰어난 강성
– 치공구 제작
바로 사용가능
– 뛰어난 강성
– 인체에 무해
– 음식, 약재용 포장재
고성능
– 뛰어난 난연성
– 높은 내화학성
– 낮은 독성
– 완성품 제작 가능
열가소성 수지 (고체 필라멘트)
10. 산업 분야 소개 - PolyJet 방식
UV L
ight
UV L
ight
Polyje
t head
s
Printing
Block
Model
Tray
Jetted
materia
l
잉크젯기술과 광경화성수지 기술이 결합된 고해상도의 3차원 플랫폼으로, 800개의
노즐을 통해 분사되는 액상의 광경화성수지(Photopolymer)를 자외선으로 동시에
경화시켜 가며 모델을 제작하는 방식
11. 산업 분야 소개 – PolyJet 재료
경질재료
– 다목적 반투명 재료
– PP와 유사한 재료
– 높은 내열성을 지닌 재료
– ABS와 흡사한 재료
– 투명 재료
연질재료
– 높은 신장도
– 다양한 Shore 경도값
– 높은 인열 저항
의료용 재료
– 보청기용 재료
– 투명 재료
– 치과용 재료
복합재질
– 디지털 재료
(Digital Materials™)
광경화성 수지 (액체 카트리지)
12. 산업 분야 소개 - 3D 프린팅 산업의 현주소
3D 프린팅은 4차 산업혁명의 핵심 미래 기술 중 하나로 선정
13. 산업 분야 소개 - 3D 프린팅 산업의 미래
1가구 1프린터 시대
즉시 사용가능한 완벽한 형상완성도
15. 문제점 인식 - 현재 산업의 문제점
프린터 및 재료의 가격문제
- 높은 정밀도가 필요한 산업용 프린터는 천만원 ~ 억대 가격형성
- 100x100x100[mm]의 정육면체 제작 시 재료비용만 수십만원
제작완성도의 한계
- 비싼 가격의 산업용 프린터도 레이어 두께가 최소 0.01mm이상
생산성 및 환경적 한계
- 100x100x100[mm]의 정육면체 제작 시 약 5시간정도 소요
22. 주제 발굴 – 3D 프린팅 재료 재활용 기계 제작 – 3D Recycler
PolyJet Recycler
FDM Recycler 열 가소성 수지(고체)
광 경화성 수지(액체)
재료별 녹는점에 맞추어 녹인 후
필라멘트 형태로 응고
알코올 등 유기용매에 녹인 후
원료통에 주입
3D 프린팅 제작에 실패해 쓰레기가 되어버리거나, 서포트로 사용되어 형상제
작에 도움을 준 후 버려지게 되는 필라멘트를 모아 녹여서 다시 재사용할 수
있게 해주는 기기
3D Recycler
23. 주제 발굴 – 3D Recycler 작동원리
FDM방식의 재료 열 가소성 플라스틱을 분쇄시켜 미립화
미립화된 플라스틱을 녹는점이 낮은 순서대로 액체로 용융
액상 플라스틱을 필라멘트 모양으로 압출시키며 응고
재료의 재사용
FDM 3D Recycler
PolyJet방식의 재료 광 경화성 플라스틱을 분쇄시켜 미립화
유기용매를 혼합시켜 분쇄된 재료를 용융
유기용매를 건조/분류시킨 후 플라스틱을 카트리지에 주입
재료의 재사용
PolyJet 3D Recycler
재료의 발화를 막기위하여 산소차단 아세톤 등 유기용매 투입
32. 활용 방안 및 기대효과
3D 프린터를 사용하는 개인이나 기업들이 비싼 재료와 프린팅 실패에 대한 부담 최소화
원하는 색상을 조합을 통하여 만들어 낼 수 있으므로 자체 컬러 커스터마이징이 가능
재료를 직접 재활용하여 사용하므로 자원낭비를 최소화 할 수 있어 환경친화적
결과적으로 3D 프린터를 구입하는 기업 및 개인사용자들의 증가
추후 일반 플라스틱들도 녹여서 3D 프린팅 재료로 활용할 수 있는 범위까지 확대 가능성
34. 향후 과제
원재료와 동일한 성능을 내기 위해서 효과적인 불순물 제거 방안
노즐막힘, 필라멘트 끊김방지를 위한 불균일한 응고가능성 최소화
첨가제 없이 광 경화성 수지를 효과적으로 용융시킬 수 있는 개선 방법 구상
일반적인 플라스틱을 녹여서 3D 프린트 재료로 만드는 용융방법 고안