2. 3D 프린팅의 정의

2. 3D 프린팅의 정의

3D 프린팅이란 제품을 제작하는 방식 중의 한가지로 조형 기술 방식에 따라 차이가 있지만 간단하게 정의한다면 소재를 한층 한층 적층하여 제작하는 기술이라고 말할 수 있습니다. 우리가 사무실에서 흔히 사용하는 잉크젯 프린터나 레이저 프린터가 입력된 문서나 이미지를 프린팅하기 위해 잉크를 분사하듯이 3D 프린터는 디지털화된 3차원 모델 데이터를 2차원 단면으로 연속적으로 재구성해 소재를 한층식 프린팅하면서 쌓아올려가는 새로운 개념의 제조 프로세스라고 할 수 있습니다.

 

결국 3D 프린팅은 오늘날 산업현장에 다양하게 보급되어 활용되고 있는 3D CAD에서 생성된 설계 데이터를 가지고 액상, 분말, 고체 기반 등의 여러 가지 재료를 사용하는 다양한 방식의 3D 프린터에서 재료를 적층(Layer-by-layer)하는 방식으로 모델을 조형하는 제조 공법을 말합니다.

 

3D 프린터는 적층 방식과 모델 제조에 활용가능한 다양한 기술로 구분할 수 있으며 적층 방식에 따라 열가소성 수지의 압출, 잉크젯 방식의 분사, 파우더 소결, 광경화, 인발, 시트 접합 등으로 구분할 수 있으며 사용 가능한 재료는 폴리머, 금속, 종이 등 매우 다양합니다.

 

따라서 소재를 절단하거나 절삭가공하는 기존의 전통적인 제조방식을 절삭가공(Subtractive Manufacturing)이라고 하는 반면에 3D 프린팅은 새로운 층(Layer)을 쌓아가는 방식의 적층가공(Additive Manufacturing)이라고 합니다. 절삭가공의 경우 완성 후 치수 정밀도나 표면 조도가 우수하지만 내부가 비어있거나 복잡한 형상의 모델을 한 공정에서 제작하는 것이 어려웠지만 3D 프린팅과 같은 적층가공 방식은 재료를 한 층씩 쌓아가며 모델을 조형하기 때문에 복잡한 구조나 비정형적인 구조의 모델도 자유롭게 제작할 수 있고 재료를 절삭해서 가공하는 절삭 가공방식에서 반드시 발생하는 칩(Chip)에 비해 소모되는 재료가 거의 없다는 장점이 있습니다. 3D 프린팅이란 용어는 신속한 제조 기술 중의 하나이며 굳이 공식적인 용어를 사용하자면 빠른 제조 기술(Rapid Manufacturing Techniques), 디지털 제조(Digital Manufacturing), 직접 디지털 제조(Direct Digital Manufacturing), 빠른 프로토타이핑(Rapid Prototyping), 데스크탑 제조(Desktop Manufacturing) 등과 유사한 의미로 사용될 수 있는 첨삭가공(Additive Manufacturing, AM)의 한 형태라고 할 수 있습니다.

 

3D 프린터라는 용어가 지금처럼 일반화되기 이전에는 제품 양산 전에 시제품 제작 과정에 활용하던 고가의 산업용 장비로 일부 대기업이나 전문가들이 사용하던 RP System(신속조형시스템)이 이미 있었는데 RP System은 지금처럼 엔지니어링, 주얼리, 의료, 패션, 예술, 교육 등 분야를 막론하고 폭넓게 활용할 수 있는 단순한 3D 프린터가 아니라 특정 분야에서 쓰던 전문화된 산업용 장비였던 것입니다.

장비의 크기나 사용하는 재료도 보급형 데스크탑 3D 프린터와는 다르며 제조 업체마다 적용하는 기술방식도 다양하고 그 역사도 오래된 것으로 당시에는 3D 프린터라는 명칭은 사용하지 않았으며 급속조형, 적층조형 또는 래피드 프로토타이핑(Rapid Prototyping)등으로 불려왔던 것입니다.

 

래피드 프로토타이핑은 어떤 제품 개발에 있어 필요한 시제품(prototype)을 빠르게 제작할 수 있도록 지원해주는 전체적인 시스템을 의미하는 용어였습니다.

국내에서는 1990년대말 3차원 CAD 시스템이 도입되기 시작하는 초기 단계였으며 이때 일부 대기업을 중심으로 3차원 설계 개념의 도입이 시급했던 시기였고, 자고 일어나면 신기술과 디자인을 갖춘 신제품들이 쏟아져나오는 글로벌 경쟁시대에 세계 일류 기술로 제품 개발을 할 수 없었던 우리나라에서는 시장에 출시되는 제품을 구입하여 분해하고 그 제조 과정을 분석 및 연구하는 이른바 역설계(Reverse Engineering)를 통한 선진기술국가의 제품 모방 기술이 절대적으로 필요한 시기였습니다.

 

3차원 CAD 시스템의 도입과 더불어 놀라운 신기술이 도 하나 선보이는데 바로 3차원 측정 기술입니다. 3차원 측정 기술 또는 3차원 스캐너라고도 하는 이 기술이 선보이면서 제품의 역설계 기술로 3차원 스캐너, 3차원 CAD, 3차원 프린터가 환상적인 궁합을 이루어내면서 급속한 기술의 발전이 이루어지게 된 것입니다.

 

앞으로 3D 프린터가 각 가정이나 일반 사무실에 보급되어 있는 복사기처럼 대중화되기 시작하면 개인맞춤형 제작 및 1인 제조업 시대가 열리게 될 것입니다.

 

Copyrightⓒ 2014 Mechapia Co., Ltd. All rights reserved.