[기획-3D 프린터]재료 액체고채, 만드는 방식 따라 분류
3D 프린팅 기술은 사용하는 재료가 액체인지 고체인지, 또 이 재료를 가지고 어떤 방식으로 형상을 만드느냐에 따라 분류된다. 지금까지 제조사별로 약 20가지의 방식이 상용화된 것으로 알려졌지만 공통점은 '미분'과 '적분'의 원리에 따라 만들어진다는 점이다.
3D 프린팅 과정은 크게 3단계로 나뉜다. 먼저 컴퓨터에서 3D 디자인 프로그램 등을 이용해 디자인 한 후 이를 정해진 데이터 양식으로 저장한다. 3D 프린터는 이렇게 그려진 입체적인 디자인을 '미분'하듯이 얇은 가로 층으로 나눠 분석한다. 가운데 구멍이 뚫렸거나 어느 한 쪽이 튀어나온 복잡한 디자인이라도 3D프린터로 쉽게 출력할 수 있는 것은 이 과정이 있기 때문이다. 흔히 말하는 CT(단층)촬영도 이 같은 방식을 활용한 것이다.
이후 디자인 파일에 그려진 형태대로 재료를 바닥부터 꼭대기까지 차곡차곡 쌓아올리게 되면 입체모형이 완성된다. 즉 하나의 사과를 한없이 잘게 썰어 가는 미분과, 이 잘게 썰어진 조작을 합쳐 원래의 사과의 형태로 환원시키는 적분의 원리를 모두 사용하고 있는 셈이다.
국내외에서 사용되는 방식은 크게 FDM(수지압출법) DLP(디지털광학기술) SLA(광경화수지조형) 등으로 꼽을 수 있다.
FDM의 경우, 열에 녹는 고체 플라스틱과 같은 재료를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가며 쌓는 방식이다. 재료가 앞뒤좌우 이동이 가능한 분사기에 삽입되면 분사기는 재료를 순간적으로 녹인다. 그리고 모형을 만드는 자리를 오가며 조금씩 재료를 분사해 그림을 그리는 것이다.
이 방식은 비용이 상대적으로 저렴하다는 장점이 있다. 재료를 다양하게 투입할 수 있고 만들어진 모형의 내구성도 강한 편이다. 하지만 재료 분사기의 굵기 때문에 표면에 층이 확연히 드러나고 제작 속도도 오래 걸리며 정밀도가 아주 높지 않은 편이다. 완성된 제작물의 표면이 거칠기 때문에 표면을 다듬는 후처리 과정이 필요하다.
SLA방식은 빛에 반응하는 액체 형태의 광경화성 플라스틱이 들어있는 수조에 레이저를 쏘아 한 층씩 굳히는 방법이다. 조형판이 수조 안에서 아래로 내려가면서 조금씩 굳어진 재료가 쌓이게 되는 것. 표면이 매끄럽고 복잡하거나 섬세한 형상을 만드는 데 적합하지만 재료 가격과 비용이 고가인 편이다.
이밖에 DLP(디지털광학기술)는 레이저나 강한 자외선에 반응하는 광경화석 플라스틱을 판 위에 얇게 분사해 가며 결과물을 얻는 방식이다. 분사된 액체는 분사기 양 옆에 달려있는 자외선램프에 의해 즉시 굳게 되며 이렇게 굳은 층 위에 다시 원료를 분사해가며 쌓아올린다. 정밀도는 가장 높아 섬세한 표현까지 가능하다. 하지만 시간이 오래 걸리고 가격이 비싸다는 단점이 있다.
