금속을 3D 프린팅할 수 있나요?

3D 프린팅은 초기 광조형에서 선택적 레이저 소결 및 전자빔 용융으로 발전해 왔습니다. 3D 프린팅 플라스틱에서 금속, 세라믹, 생체 적합성 재료로 기술이 다양해졌습니다. 기존 기술로는 3D 금속 프린팅과 같은 다차원 형상과 재료 품질을 제공할 수 없습니다. 직접 금속 레이저 소결, 바인더 제팅, 직접 에너지 증착으로 금속을 3D 프린팅할 수 있습니다. 각 기술은 미세 구조, 다공성 및 후처리를 다르게 제어합니다. 이를 통해 항공, 의료 및 자동차 분야의 역량을 확장할 수 있습니다.

3D 프린트 메탈이란?

선택적 레이저 용융 또는 전자빔 용융은 3D 프린트 금속 또는 적층 제조에 사용됩니다. 금속 분말은 고에너지 레이저 또는 전자빔을 사용하여 층별로 용융됩니다. 폴리머 기반과 달리 FDM 또는 SLA3D 프린팅 금속은 금속의 높은 융점과 냉각 속도로 인한 뒤틀림과 잔류 응력을 방지하기 위해 열 구배를 제어해야 합니다.

금속 적층 제조는 기존 감산 방식으로는 구현하기 어려운 높은 기계적 강도, 밀도 및 형상을 갖춘 부품을 생산합니다. 항공우주 분야에서는 가볍고 연료 효율이 높은 터빈 블레이드를 제작합니다. 의료 분야에서는 맞춤형 티타늄 임플란트의 생체 적합성과 정밀한 피팅을 활용합니다. 자동차에서는 엔진 부품의 신속한 프로토타이핑과 생산을 촉진합니다.

프로세스: 디자인에서 금속까지

STL 파일 3D 프린팅은 CAD 설계를 레이어별 제작을 위해 삼각화된 표면으로 변환합니다. 레이저 또는 구조광 스캐너를 포함한 3D 스캔 및 인쇄 기술은 역설계 또는 맞춤형 3D 인쇄 금속을 위한 형상을 캡처하여 인쇄 전에 부품 정확도를 최적화합니다. 금속 프린팅의 경우 기계는 레이저로 금속 분말을 선택적으로 녹입니다. 열 응력과 다공성을 관리하기 위해서는 레이저 출력, 스캔 속도, 해치 간격 제어가 엄격해야 합니다. 따라서 3D 프린터 금속 프린팅 기계를 선택하는 것이 중요합니다. 에너지 밀도와 제작 분위기의 변화는 치수 및 기계적 안정성을 위한 야금 품질에 영향을 미칩니다.

3D 프린팅 금속의 응용 분야

쥬얼리 3D 왁스 프린팅 기계

3D 프린트 주얼리는 왁스 모델을 제작하는 '주얼리 3D 왁스 프린팅 기계'로 시작됩니다. 적층 제조를 사용하여 미크론 단위의 정밀한 왁스 프로토타입을 제작합니다. 로스트 왁스 주조는 프린팅 후 왁스 모델을 녹여 몰드에 녹입니다. 완성된 작품의 금형에는 용융된 금, 은 또는 백금이 주입됩니다. 수공예로 제작하기 어려운 복합적인 맞춤형 디자인을 제작할 수 있습니다.

3D 프린팅 피규어 및 조형물

아티스트들은 다음과 같은 이유로 3D 금속 프린팅으로 눈을 돌리고 있습니다. 3D 프린팅 관련 피규어와 조각품의 정확성과 관여도를 활용합니다. 스테인리스 스틸, 티타늄 또는 청동을 직접 금속 레이저 소결 또는 선택적 레이저 용융으로 레이어링합니다. 이를 통해 아티스트는 기존 주조의 한계 없이 섬세한 디테일을 포착하는 복잡하고 내구성 있는 조형물을 제작할 수 있습니다. 대중 문화에서 인기가 높은 3D 프린팅 피규어는 수집품에 대한 높은 수요를 충족하고 디지털 예술성과 물리적 장인 정신을 소량 또는 한정판으로 혼합합니다.

3D 프린팅 총기와 논란

3D 프린팅 총은 3D 프린트 금속 SLM을 사용할 때 상당한 논란을 불러 일으켰습니다. 플라스틱 복제품과 달리 금속 3D 프린팅 총은 견고하고 높은 탄압에도 견딜 수 있어 전통적인 총기처럼 보이기 때문입니다. 디지털 청사진인 3D 프린팅 STL 파일은 온라인에서 자유롭게 공유되기 때문에 추적이 불가능한 개인 제조 무기에 비해 법적, 윤리적 문제가 발생할 수 있습니다. 많은 정부가 규제 프레임워크와 씨름하고 있으며, 기능성 총기를 제작하면 기존 총기 규제를 우회할 수 있습니다.

금속 인쇄의 참신하고 기발한 디자인

기발하고 재미있고 멋진 3D 프린트 디자인

취미로 금속을 3D 프린팅하는 사람들은 형태와 기능으로 창의력을 확장할 수 있습니다. 예를 들어, 예술가들은 직접 금속 레이저 소결을 사용하여 격자 구조와 초현실적인 오브제(예: 클라인 병 등 제작이 불가능한 클라인 병)를 제작합니다. 또한 마니아들은 완전한 기능을 갖춘 미니어처 금속 기타와 동물이나 일상적인 물건 모양의 금속 병따개와 같이 실용성과 유머를 결합한 엉뚱한 조형물을 프린팅하기도 합니다. 다축 프린팅을 사용하면 후처리를 거의 하지 않고도 예술과 기계의 참신함을 융합한 미학적인 멋진 3D 프린트 디자인을 만들 수 있습니다.

3D 프린팅 기어볼

애호가들은 다음과 같은 금속 기계 어셈블리를 만들었습니다. 3D 프린팅 회전하는 연동 기어가 있는 기어 볼입니다. CAD 소프트웨어를 사용하여 설계되었으며, 각 기어는 회전할 때 동기화된 동작을 위해 맞물립니다. 3D 프린트 금속인 인코넬과 티타늄은 구조적 무결성을 제공하므로 볼이 높은 응력을 견딜 수 있습니다. 레이어별 정밀도 덕분에 금속 증착기어 볼의 공차는 조립 후 조정 없이도 작동할 수 있을 만큼 엄격합니다. 3D 금속 프린팅이 기계 물체에 대해 얼마나 신뢰할 수 있는지 보여줍니다.

패턴 및 엠보싱 금속 제품

금속 프린터는 격자 구조부터 맞춤형 텍스처까지 새로운 패턴의 표면을 제작할 수 있습니다. 예를 들어 엠보싱 디자인을 금속 부품에 디테일하게 적용하는 동시에 DMLS 또는 EBM에서 레이저 파라미터를 제어할 수 있습니다. 패션 기술에서는 3D 프린팅 금속 패턴을 패브릭에 엠보싱하거나 패턴 시계 밴드 또는 '3D 엠보싱 프린팅 티셔츠' 디자인을 위한 맞춤형 금속 부품에 직접 엠보싱하여 웨어러블 금속 부품의 모양과 기능을 개선할 수 있습니다. 정밀도 덕분에 기존 기계 가공으로는 불가능한 미세한 수준의 디테일을 구현할 수 있습니다.

금속을 넘어서: 기타 3D 프린팅 기술

3D 티셔츠 프린팅 기계

3D 티셔츠 인쇄기는 잉크젯 및 열전사 기술을 사용하여 제어된 다단계 공정으로 안료 또는 텍스타일 잉크를 원단에 레이어링합니다. 기계는 섬유에 침투하기 위해 기판의 표면을 따라갑니다. 3D 프린팅 금속의 표면 본딩과는 다릅니다. 잉크 접착력이 향상되어 정밀한 그라데이션, 깊이 있는 디자인, 더욱 생생한 색상 혼합이 가능합니다. 물 사용량과 폐기물을 줄여 지속 가능성도 높습니다.

네일 프린팅 기계 3D

네일 프린팅 기계 지속 가능한 3D 프린팅 손톱 표면에 잉크를 분사하는 마이크로 제트 기술을 사용하여 화장품에 정밀도를 더합니다. 이러한 장치는 실시간 이미징 시스템을 통합하여 디자인 정렬을 위해 손톱의 정확한 곡률을 매핑합니다. 용융 또는 소결을 사용하는 3D 프린팅 금속과 달리 네일 프린팅은 UV 경화를 사용하여 배합된 젤 또는 래커 잉크의 각 층을 경화시킵니다. 여기서 문제는 작은 곡면에서도 섬세한 디테일을 유지하는 것입니다. 이를 위해서는 적응형 노즐 포지셔닝과 초고속 UV 경화 기술이 필요합니다.

벽면 인쇄기 UV 3D

벽면 인쇄기 UV 3D는 잉크젯 기술을 사용하여 고해상도 이미지를 수직 벽면에 인쇄합니다. 3D 프린팅 금속의 물체 구조와는 다릅니다. UV 광선은 증착 시 잉크를 고형화하여 마감재의 번짐을 방지합니다. 이 장비는 프린트 헤드의 거리를 조절하는 센서를 사용하여 고르지 않거나 질감이 있는 표면에도 인쇄할 수 있습니다. 문제는 이미지 선명도를 잃지 않으면서 석고부터 콘크리트까지 다양한 소재에 잉크 접착력을 보장하는 것입니다.

고려 사항 MXY 가공 다음 3D 금속 프린팅 프로젝트에 적합합니다.