OBJET500 CONNEX3 복합재료및컬러기능활용극대화방법 제공 : Stratasys Connex 3D 프린팅기술은제조산업의주요한발전성과입니다. 6년전출시된 PolyJet 기술은복합재료를사용한최초의 3D 프린터입니다. 한번의작업에하나또는여러개의파트를단단한플라스틱, 고무재질, 불투명및투명재질등 14가지의각기다른물성치를가진재료로제작할수있습니다.. Connex 3D 프린터는단일파트제작시, 두가지기본재료의조합에변화를주면서위와같은재료특성을표현합니다. 백서 FOR A 3D WORLD TM
모두를만족시킵니다. Connex3는제품개발의전단계에걸쳐시제품에대한모든요구사항을충족하는유일한기술입니다. 3D 로제작한이시제품은청록색, 자홍색및 TangoBlack 재료를사용해한번에제작되었으며, 파란색, 보라색, 자홍색등최대 9 가지색상의다양한컬러옵션과더불어검은색의유연한고무재질의표현이가능합니다. 이미그자체로도획기적인기술이지만, Connex 는여기에서만족 하지않았습니다. 프린터가출시된이후, 고강도의복합재료인디 지털 ABS 가소개되었으며, 이에사용자들은더욱다양한애플리 케이션에적용하기위해, 더많은재료조합과더많은색상을원하게 되었습니다. Objet 500 Connex3는이러한사용자들의요구사항을반영했습니다. 그첫번째가, 바로다양한컬러와재료를사용하는플라스틱 3D 프린터였습니다. 3 가지기본재료를분사하는기능을통해, 세가지의기본재료를조합함으로써더욱다양한색상과재료의특성을확장하여표현할수있습니다. Connex3가사용하는새로운프린팅블록은업계에서검증된 Connex 기술을기반으로하고있습니다. Stratasys 는또한세가지새로운기본색상 ( 청록, 자홍, 노랑 ) 을재료조합에추가했습니다. 획기적인컬러혼합팔레트를통해기존 Connex 보다더실제제품에가까운시제품 ( 그림 1) 을제작할수있습니다. 그림 1: 청록색, 노란색, 흰색 (CYW) 팔레트로제작한핸드믹서시제품 Connex3에서제작한 3D 프린팅파트는시각적인측면은물론기능적인면에서도우수합니다. 최종제품에가까운사실적인표현및강화된기능성으로예술가, 디자이너, 엔지니어및제품개발자 CONNEX3 Connex3는한개의파트, 조립품또는여러파트를제작시, 최대 46개의재료특성을표현할수있습니다. 사용자는다양한재료의특성, 컬러및불투명도를선택할수있습니다. 다른 3D 프린터와는다르게 Connex3로제작한모델은즉시사용이가능합니다. 조립이나도색과같은추가적인작업이필요치않으며, 기존 Connex와동일한속도, 정밀도및해상도로모든부품을제작할수있습니다. Objet500 Connex3를최초로적용한사례중하나인 Trek Bicycle Corporation은이기술을통해제품성능이향상되었고작업효율성이높아졌으며컬러의활용의폭을넓힐수있었습니다. 기술엔지니어인 Patrick Zeigle은고무재질오버몰드부품의내구성과안정성은디지털 ABS를사용해더욱향상되었으며, 3D 프린터에서세가지의재료를사용할수있어재료교체에걸리는시간을절감할수있게되었다고말합니다. 그림 2: 유한요소분석데이터를 3D로보여주는컬러모델 Trek사에서 Connex3를이용해제작한부품의 75% 는디지털 ABS에 Tango ( 고무재질 ) 를오버몰딩하여사용했습니다. Zeigle 은이제컬러기능이추가되었기때문에, 향후에는 Connex3의컬러팔레트가제공하는다양한색상을활용한파트제작수요가증가할것이라고전망했습니다. " 우리는최근한번의프린팅작업으로네가지색상버전의파트를제작했습니다. 이는파트의검증을손쉽게할수있는가장간단한방식입니다." 라고 Zeigle 이말했습니다. 또한 Zeigle은자전거탑승시하중을받는위치를자전거의안장에컬러로표시하였습니다 ( 그림 2). 컬러여러가지컬러로제작할수있는 3D 프린팅기술은새로운것은아니지만흔치않은기술로, Connex3는이러한컬러프린팅기능을제공하는몇안되는제품입니다. 사용자들은 Connex3 로제작한파트가마치사출성형으로제작한것처럼품질이뛰어나다고말합니다. 2
그림 3: 청녹색 - 자홍색 - 노란색 (CMY) 팔레트를사용해한번의작업으로제작한 3D 프린팅컬러링 새로운조합 : Connex3는세가지의특성 ( 색상, 투명도, 재질 ) 을고려하여디지털재료로제작합니다. 지금까지의디지털재료는디지털 ABS와같이두가지의재료를혼합하였지만, 이제는업계유일의 3가지기본재료를분사하는기술로새로운재료조합을가능하게합니다. Connnex3는디지털 ABS( 또는기타디지털재료 ) 에특성이다른재료를한가지를추가해사용할수있습니다 ( 그림 5). 따라서디지털 ABS 고무재질이오버몰딩된파트를생산할수있게되었습니다. 세번째재료를사용한다는것은, 디지털 ABS를다른색상이나투명한재료와조합할수있다는것을나타냅니다. 깊고역동적인컬러 : 모델재료에는역동성을잘나타낼수있는다양한색상이포함되어있습니다 ( 그림 3). 타기술과는달리 Connex3는 " 잉크 " 를사용해기본재료에색을입히는작업을하지않습니다." 일정한색상 : 파트는전체적으로색이일정하며, 사용자가의도한색상을그대로표현할수있습니다. 완전한컬러 : 파트의표면뿐만아니라내부를포함한파트전체에컬러가들어가있습니다. 반투명컬러 : Connex3 3D 프린터는한가지또는두가지의기본색상과투명한재료를혼합할수있기때문에사용자는다양한색조의반투명렌즈나병과같은사물을제작할수있습니다 ( 그림 4). 그림 4: 컬러및투명재료를혼합하여반투명색조렌즈를제작할수있는 Objet500 Connex3 특성 한번에세가지기본재료를혼합하여사용할수있으므로각각의파트에적용할수있는재료및재료조합의선택의폭이넓어집니다. 다양한재료제공 : Connex3는더욱많은디지털재료를제공합니다. 예를들어디지털 ABS와고무재질의재료 ( 경도범위 Shore A 27 ~ Shore A 95) 를혼합해서새로운 12가지의조합을만들수있습니다. 그림 5: 한번의작업으로디지털 ABS 와 TangoBlack 을결합해서만든오버몰딩도구손잡이 작동원리 이론은간단하지만기술력은단순하지않습니다. Connex3는 8개의프린트헤드가포함된프린팅블록을사용하는데, 서포트재료를포함한기타재료에 2개의헤드를사용합니다. 나머지 6개의프린트헤드는제품을형성하는 3 가지의모델재료에사용됩니다. 프린터헤드는사전에지정한패턴으로재료를혼합하여 3가지기본재료에서다양한조합을만들어냅니다. 이와같은패턴은단순하게기본재료를혼합하는것이상으로많은조합을만들어낼수있습니다. 팔레트 컬러 : 2D 프린팅과마찬가지로, 사용자는 CMYK( 청록, 자홍, 노랑및검정 ) 의조합을사용할수있습니다. 필요한경우흰색이나투명한색을추가할수도있습니다. Connex3에서는 3가지의기본재료를사용할수있기때문에사용자는 VeroCyan, VeroMagenta, VeroYellow, VeroBlackPlus, VeroWhitePlus 및 VeroClear의재료중에서 3개를선택해서사용할수있습니다. 이러한조합으로 10가지종류의색상팔레트 ( 그림 6) 가제공되는데각각의팔레트는 45 또는 46개의조합된색상으로이루어져있습니다. 3
그림 6: 10 가지색상팔레트는대표적인 Objet500 Connex3 의색상을나타내며, 각옆면과안쪽셀은특수제작된디지털재료임 특징 : 사용자는단단한재료, 고무재질및내열성재료의조합중에서선택할수있습니다. 이조합을통해다양한물성을지닌디지털재료가만들어집니다. 예를들면한개의파트에서, 견고한디지털 ABS 구조위에부드러운감촉의고무재질오버몰딩작업을할수있습니다. Zeigle씨는 " 디지털 ABS는오버몰딩작업에적합합니다." 라고평가했습니다. 작업공정도 3D 프린팅기술의핵심인 STL은다른특정한정보를포함하고있지않습니다. 따라서파트가조립된형태의 CAD 도면을제작한후에각각의파트를 STL 형식으로전환하는방식을사용합니다. Zeigle씨는각각의파트또는 "Shells" 을만들때아주작은틈 (Interference fit) 을만들것을권장합니다. 왜냐하면부품이겹치면예상치않게재료가섞일수있고, 빈공간이생기면부품이분리될수있기때문입니다. Shell은각각의특성에맞는색상이나재료가있습니다. Objet StudioTM 소프트웨어사용자는조립된파트를각각의 Shell로분리한후재료나색상을지정합니다. 그림 7: Shell 을클릭하면 Objet Studio 소프트웨어가 3 가지의기본레진재료을기반으로한재료조합을자동으로표시함 이방식을이용하기위해서사용자는세종류의레진을 Connex3 에불러오도록선택해야합니다. 이소프트웨어는선택된디지털재료를조합하여사용자가 Shell을선택할때마다그에맞는팔레트를보여줍니다. ( 그림 7). 색상범위 2D 컬러프린터의경우네가지의기본색상이혼합되며인쇄용지에서다섯번째색상을추가합니다. 이방법을통해수백가지의다양한색상조합이가능합니다. 4
Connex3는세가지컬러를기본으로하여프린팅할때마다 10 개의팔레트중하나를선택하며각팔레트마다 45 ~ 46개의색상옵션을선택할수있습니다. 흰색과검은색은다른색상팔레트에서표시되므로사용자는옅은색상인지짙은색상인지만선택하면됩니다. 하지만한개의팔레트는청록색, 자홍색및노란색으로구성되어있으며추가로 46번째컬러를포함합니다. 46번째색상은짙은회색으로검은색과유사하여역동적이며, 강렬한색상을표현합니다. Stratasys는이용자들에게편리함과신뢰성을주기위하여제공되는색상을표준색과 RGB 값에일치시켜색의일관성을유지하고있습니다. 역동성 Connex3은모든 Objet 3D 프린터와마찬가지로 Glossy( 유광 ) 모드또는 Matte( 무광 ) 모드중선택할수있습니다. 색상이있는제품의경우Glossy( 유광 ) 모드를선택하여보다생동감있는표현을할수있습니다. Stratasys가 Glossy( 유광 ) 모드를추천하는이유입니다. 기술 초기 Objet500 Connex3 사용자들은제품활용을극대화할수있는방법을고민했습니다. 다양한색상과재료를사용하는 3D 프린팅작업을바로시작하려면다음권장사항을따르십시오. 작업공정색상과특성을쉽게선택할수있도록디지털재료가이드를비치하십시오. 이가이드를통해특정재료의조합이믿을만한색상과재료물성치를갖추고있는지를확인할수있습니다. Connex3 기술자에게작업요청시, 지정된디지털재료및색상을표시한그림또는도면을제공하십시오. 이러한그림또는도면은 Objet Studio에서작업진행시세부사항으로적용됩니다. 또다른유용한정보는바로작업자에게다음제작작업에사용될팔레트가어떠한것인지알려주는것입니다. 이방법을사용하면같은팔레트를사용하는파트의작업을이어서할수있기때문에재료교체시간을줄일수있습니다. 디지털모델미적인외관을최우선순위로고려해야하는경우, 서포트재료를최소화하여유광처리효과를극대화하십시오. 제품을분리해서모든부품이성형표면에서포트재료가쌓이지않게하십시오. 각부품은 Glossy( 유광 ) 모드로프린팅하십시오. 프린팅완료후, 파트를조립합니다. Shell 덮어씌우기디지털 ABS 및고무재질부품에불투명색상또는반투명색상의얇은구조물을씌우는방식으로색상을입힐수있습니다. 또한가지방법은 Objet Studio 소프트웨어에서고무재질에컬러로된재료의얇은코팅층을입혀색상을추가하는것입니다. 이방식을이용할때는 Shell을분리할필요가없습니다. 디지털 ABS의경우 Vero색상으로프린팅할부분을 CAD에서별도의 Surface로만드십시오. CAD 도면에서색상이입혀지는역할을하는외부표면을만드십시오. 표면두께는 1.5 ~ 3mm (0.06 ~ 1.2인치 ) 가적당합니다. Objet Studio에서구조물에원하는색상을적용하십시오. 후가공및질감 Connex3로제품제작후에필요한경우별도의장식을추가할수있습니다. Connex3가제공하는기본색상위에에어브러싱으로자연스러운음영이나질감을추가하십시오. 결론 Connex3는기존의 Connex에비해속도, 해상도및적층두께등품질은그대로유지하면서도보다사실적인 3D 제품을제공합니다. 사용자들에따르면 Connex3은 PolyJet 방식에서기대하는다양한재료특성과다양한색상을모두얻을수있다고말합니다. 이는매우쉬워보이지만그저단순한업그레이드가아닙니다. 단연획기적인기술발전의결과입니다. Stratasys www.stratasys.com info@stratasys.com 7665 Commerce Way Eden Prairie, MN 55344 +1 888 480 3548 ( 미국수신자부담 ) +1 952 937 3000( 국제 ) +1 952 937 0070( 팩스 ) 2 Holtzman St. Science Park, PO Box 2496 Rehovot 76124, Israel +972 74 745-4000 +972 74 745-5000( 팩스 ) 5 Fortune Drive Billerica, MA 01821 United States +1 877-489-9449 +1 866-676-1533( 팩스 ) 경기도성남시분당구정자동 17-5 시그마타워빌딩 6 층 601 호대표전화 ) +82-2-2046-2200 팩스 ) +82-31-715-1225 ISO 9001:2008 인증 2013 Stratasys Ltd. All rights reserved. Stratasys, Stratasys 로고, Digital Materials, PolyJet은 Stratasys Ltd. 의자회사또는계열사의상표또는등록상표이고특정관할지역에등록되어있을수있습니다. Fused Deposition Modeling, FDM Technology는 Stratasys Inc. 의상표입니다. 제품사양은예고없이변경될수있습니다. 인쇄연도 : 2013년. 출판지역 : 미국. SSYS-WP-Connex3 12-13 Stratasys 시스템, 재료및응용분야에대한자세한내용은 888.480.3548 번으로전화하여문의하시거나홈페이지 www.stratasys.com 을방문하시기바랍니다.