금속 3D프린팅 기술의 원리에 대해 알려주세요~
최근엔 나사에서도 3D프린팅 기술을 개발중이라던데요.
플라스틱이 아닌 금속을 재료로 해서 활용되는 3D프린팅이라던데, 기술의 원리가 플라스틱과는 다른가요?
이 기술이 사용될만한 첨단분야는 어디인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. CAD 모델링: 먼저, 컴퓨터 지원 설계소프트웨어를 사용하여 원하는 물체의 3D 디지털 모델을 만듭니다. 이 모델은 이후 프린터에서 사용됩니다.
2. 슬라이싱: CAD 모델은 슬라이싱 소프트웨어를 통해 여러 개의 가로 단면으로 분할됩니다. 각 단면은 2D 이미지로 표현됩니다.
3. 프린팅: 분할된 단면을 기반으로 3D 프린터에서 금속 재료를 적층하여 쌓아올립니다. 이는 보통 레이저나 전자 빔 소스를 사용하여 금속 재료를 녹여서 적층하는 방식으로 이루어집니다.
4. 결합 및 냉각: 각 층이 적축될 때마다, 그 층은 이전 층과 결합되고 냉각됩니다. 이 과정을 반복하여 층층이 쌓여 물체가 형성됩니다.
5. 후처리: 프린팅이 완료되면, 생성된 물체는 후처리 작업을 거칩니다. 이는 제거되어야 할 지지 구조물의 제거, 표면 처리, 열처리 등을 포함할 수 있습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
최근 NASA는 플라스틱 대신
금속을 사용하는 3D 프린팅 기술
개발에 힘쓰고 있습니다.
이 기술은 기존 3D 프린팅 기술과는
다른 원리를 사용하며 우주 탐사 항공 의료 등
다양한 첨단 분야에서 활용될 가능성이
높습니다.
SLM은 레이저를 사용하여
금속 분말을 선택적으로 용융시켜 3D 구조물을
제작하는 기술입니다.
레이저가 쪼여지는 부분만 용융되고 나머지는
고체 상태로 유지되어 원하는 형태를
만들 수 있습니다.
EBM은 고에너지 전자빔을
사용하여 금속 분말을 용융시키는
기술입니다.
SLM과 비교했을 때 높은 속도와
정밀도를 제공하며 더 큰 3D 구조물 제작에
적합합니다.
BJP는 액체 바인더를 사용하여
금속 분말을 결합하는 기술입니다.
레이저나 전자빔을 사용하지 않기
때문에 비용이 저렴하고 다양한
재료를 사용할 수 있습니다.
기존 제조 방식으로는 제작하기 어려운
복잡한 형태의 구조물을
제작할 수 있습니다.
기존 부품보다 가벼운 무게로
제작하여 효율성을 높일 수
있습니다.
필요한 부분만
제작하기 때문에 재료 낭비를
줄일 수 있습니다.
기존 제조 방식보다
제작 시간을 단축할 수
있습니다.
로켓 엔진 부품 인공위성 부품
등을 제작하여 우주 탐사 비용을
절감하고 효율성을 높일 수 있습니다.
항공기 부품을 제작하여 항공기
무게를 줄이고 연료 효율을
높일 수 있습니다.
맞춤형 인공 관절 임플란트
등을 제작하여 환자에게 최적화된
치료를 제공할 수 있습니다.
자동차 부품을 제작하여 자동차
무게를 줄이고 연료 효율을 높일 수
있습니다.
건축 자재를 제작하여 건축 비용을
절감하고 건축 시간을 단축할
수 있습니다.
답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
금속 3D프린팅은 특정 재료를 층층이 쌓아 올려 3차원의 입체 형상 제품을 제작하는 제조 방식을 가리킵니다.
다만 이 기술은 플라스틱에 비해 다루기 어려운 금속이라는 소재를 컨트롤하기 위해 일반적인 3D프린터와는 약간 다른 방식으로 작동하며, 크게 두 가지 종류로 나뉩니다.
BMD방식은 플라스틱 소재 3D프린터의 제조 방식 중 하나인 FDM 방식과 유사하며, 노즐 부분에서 금속 분말을 쌓아 올라가는 방식입니다.
PBF 방식은 금속 분말을 프린터 바닥에 얇게 도포한 뒤, 만들고자 하는 제품의 형상에 따라 해당 파우더 부위에 고출력, 고정밀의 레이저를 쏘는 방식입니다. 이때 고열의 레이저로 가열되는 금속 파우더 부위에 미세 용융이 일어나면서 입자들이 뭉치게 됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김현준 과학전문가입니다. 금속 3D 프린팅 기술의 원리는 대부분 "Selective Laser Melting (SLM)" 또는 "Direct Metal Laser Sintering (DMLS)"라는 방법을 사용합니다.
이 기술은 매우 미세한 금속 분말을 한 층씩 쌓아 올린 후, 레이저로 해당 부분을 녹여 고체화시키는 방식입니다. 이렇게 레이저를 통해 금속 분말을 녹여 결합시키는 과정을 반복하면서 3차원 물체를 만들어갑니다.
플라스틱 3D 프린팅과의 가장 큰 차이점은 사용되는 재료와 그에 따른 레이저의 열 에너지 사용 여부입니다. 플라스틱 3D 프린팅은 열로 플라스틱 재료를 녹여 형태를 만들어가는데, 금속 3D 프린팅은 보다 높은 에너지를 필요로 합니다.
금속 3D 프린팅 기술은 항공우주, 자동차 제조, 의료기기, 보조기구 제조 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 특히 복잡한 형상의 부품이나 개별 맞춤형 제품 제조, 고가의 금속 재료 사용을 최소화하거나, 전통적인 제조 방법으로는 제작이 어려운 제품을 제작하는 데 이용됩니다. 항공우주 분야에서는 엔진 부품 제작 등에 활용되고, 의료 분야에서는 인공 관절이나 보청기 등의 개인 맞춤형 의료기기 제작에 사용됩니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
금속 3D 프린팅은 컴퓨터 지원 설계(CAD) 파일을 사용하여 금속 소재를 층층이 적층하여 3차원 형태로 제작하는 기술입니다. 이 기술은 다양한 금속 소재를 사용하여 복잡한 형태의 제품을 제작할 수 있으며, 제작 과정에서 재료의 낭비를 최소화할 수 있습니다. 금속 3D 프린팅은 레이저, 전자 빔, 용접 등 다양한 방법을 사용하여 금속 소재를 용융하고 적층하여 제품을 형성합니다.
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