ㆍ일시 : 2015년 9월 9일 ( 수 ) ㆍ장소 : 조선해양공학실험동 (42호관) 회류수조 (203호) ㆍ주관 : 조선해양공학부고등계산연구실 (ACE Lab) ㆍ지도교수 : 안형택ㆍ작성자 : NAOE ACE Lab 권순은 ( 외고광수, 이은택, 원정윤 )
Contents 1 3D 프린팅이란? 2 사용법 3 후처리
1 3D 프린팅이란?
3D printing 1 3D 프린팅이란? 3 차원인쇄 - 연속적인계층의물질을뿌리면서 3 차원물체를만들어내는제조기술로, 1984 년처음개발됨. 미국의 Chuck Hull (chief technology officer of 3D Systems) 이형상화공정인 stereolithography 를개발한것이발단이후 FDM, SLS, DLP 등다양한공정개발 - 컴퓨터로제어되기때문에만들수있는형태가다양하고다른제조기술에비해사용이쉽다. - 3 차원인쇄기술은제 3 의산업혁명으로불리며, 산업전반에걸쳐제조기술의큰변화를가져올것으로예상됨. 관련영상 : 3D 프린팅 : 전설을만들다 http://www.eidf.co.kr/dbox/movie/view/150
3D printing 종류 1 3D 프린팅이란? Photocuring process : 광경화방식 - stereolithography(stereolithography Apparatus, SLA) 방식 - 일반적인광경화소재, 쉽게말해서특정파장의빛에의해소재가굳는것을이용한공정 - 치아수복시에수복부위에 UV 경화레진을주입후 UV 를조사해서굳히는것과유사한방식 - UV 조사방식은상당히정교하고표면의질이우수한것이장점 - 장비와소재가상당히고가임 - UV 경화수지가들어있어일반용으로취급하기힘듦. 1 레이저조사 2 Dynamic mirror 가레이저빔을수조에전달 3 Laser beam 에의해광경화수지가굳음 4 수지가굳어지며조형판이움직임 A Laser machine B 반사시스템 C Material tank D Product
3D printing 종류 1 3D 프린팅이란? Sintering process : 소결방식 - 특정온도에서소재가고형화되는방식으로레이저를분말소재에조사해서해당영역만굳힘 - SLS(Selective Laser sintering) 와 DMLS(Direct Metal Laser Sintering) 모두레이저를이용 - 정밀도, 조형속도가우수함 - 독일의 EOS GmBH 에서 DMLS 금형분야를상용화에성공함 1 Laser beam 조사 2 Dynamic mirror 가조형분말함에레이저전달 3 원료분말이소결 4 보충분말함이정해진층의두께만큼상승 5 레벨링롤러가원료분말을조형분말함으로보충 6 조형분말함이정해진층의두께만큼움직임 A Laser machine B 반사시스템 C 레이저가가루를녹이고, 굳어져결합 D 롤러가지나가며균일하게가루층을쌓음 E 보충분말함 F 조형분말함 G 원료수조 : 플라스틱, 알루미늄, 티타늄, 모래등.
3D printing 종류 1 3D 프린팅이란? Fused Deposition Modeling(FDM) : 용융적층방식 - 열가소성수지를이용, 일반적으로필라멘트형태의재료를가열된노즐을통과시켜원하는형태로하나씩쌓아주는방식 - 주로 PLA(polylactic acid) 와 ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 을사용 PLA 같은친환경적소재는인체유해성이낮아해상도가떨어지지만보급형으로사용 - 조선해양공학부보유기종과같음 (Makerbot 사의 Replicator 시리즈 ) 1 익스투루더가필레멘트를끌어당김 2 필라멘트 3 핫 - 엔드노즐에서원료를녹이고압출 4 압출된원료가설정된값만큼한층씩적층 A 노즐과밑판이움직임 B 노즐을밀어주는톱니바퀴 C 밑판 D 쌓아서만드는방식이기때문에공중에떠있는구조물은만들수없음. 서포트 라는구조를출력공중에뜬부분을출력 E 가늘고긴실모양의플라스틱인 필라멘트
조선해양공학부보유기종 1 3D 프린팅이란? Makerbot Replicator Z18 - 프린팅 1 3D 프린터방식 : Fused Deposition Modeling ( FDM 방식 ) 2 Build Volume : 30.5 L x 30.5 W x 45.7 H cm 42,512 Cubic Centimeters 3 Layer Resolution : 0.1mm 4 필라멘트직경 : 1.75 mm 5 필라멘트호환성 : Makerbot PLA Filament Large Spool 0.9kg 6 노즐직경 : 0.4mm 7 프린트파일타입 :.MAKERBOT - 특징 1 구성 : Powder-coated steel with PC-ABS and Aluminum Composite material 2 표면빌드 : Injection molded PC-ABS 3 스테퍼모터 : 4.572cm Step angle with 1/16 micro-stepping 4 XY 포지션정밀도 : 0.011mm 5 Z 포지션정밀도 : 0.0025mm - 소프트웨어 1 소프트웨어번들 : Makerbot Desktop 2 지원파일형식 : STL, OBJ, THING, MAKERBOT 3 사용가능한 OS : Windows(7+), Mac Os X(10.7+), Linux(Ubuntu,Fedora)
2 사용법
CAD 모델링데이터처리 2 사용법 1. Catia 등 CAD 프로그램을통해 Modeling 2. 형상파일만들기 (Part design) Catia 메뉴 파일 다른이름으로저장 파일형식 (stl) 선택 저장 ( 지원파일형식 : STL, OBJ, THING, MAKERBOT)
CAD 모델링데이터처리 2 사용법 3. Makerbot Desktop App 설치 (http://www.makerbot.com/desktop) 4. 계정생성후 Sign-in 5. 보유모델선택
CAD 모델링데이터처리 2 사용법 6..stl 파일열기 * http://www.thingiverse.com/ 에가시면 세계각지의사람들이만들어놓은모델을 공유할수있습니다. 7. 파일준비하기
CAD 모델링데이터처리 2 사용법 7. 파일준비하기 크기, 방향, 위치수정 프린팅셋팅 (Support, Raft etc..)
CAD 모델링데이터처리 2 사용법 8. EXPORT PRINT FILE
CAD 모델링데이터처리 2 사용법 9. 프린트하기 USB 삽입 사용현황기록
CAD 모델링데이터처리 2 사용법 9. 프린트하기 USB 저장소선택 파일선택 프린트선택
3 후처리 (Post processing)
3D 프린팅 표면다듬기
표면처리 - 사포 스펀지사포 천사포 & 종이사포 - 다소비싸지만부드러운곡면다듬기에유리 - 천사포는종이에비해질기고오래쓸수있음 - 종이사포는편형이편해서섬세한다듬기가능
표면처리 - 퍼티 표면처리용퍼티 표면에퍼티를발라틈을메워준후샌딩으로펴면정리
표면처리 퍼티종류 1 액형퍼티 - 경화제가없는타입 ( 타미야퍼티, 자동차용퍼티, 3M 레드퍼티 ) - 3M 레드퍼티가가성비가좋다고알려짐 - 경화제가없어경화가느린편 작고미세한메움작업에적합
표면처리 퍼티종류 2 폴리에스터퍼티 - 주제와경화제로나뉘어져있으며건조속도가빨라신속한작업가능 - 주제와경화제를 10:1 정도의비율로잘혼합한뒤사용
표면처리 퍼티종류 3 에폭시퍼티 - 찰흙같은형태로주제와경화제가나뉘어져있다. - 1:1로반죽하듯이섞어사용 - 강하고밀도가높아중량감이있음 - 큰틈을메꾸거나조형작업에적합 - 혹은디테일한부분을만들어추가할때사용
표면처리 퍼티종류 4 우레탄퍼티 - 찰흙같은형태의주제와경화제로나뉘어져있음 - 1:1로반죽하듯이섞어사용 - 약하고밀도가낮아가벼움 - 메꿈작업과조형작업에적합
표면처리 아세톤훈증 - 밀폐된용기에출력물을넣고아세톤을기화시켜표면을녹혀후처리하는방법으로매끈한표면을쉽게얻을수있음 - 냄새가많이나고훈증후디테일이나각이뭉개지는경우가발생
표면처리 서페이서 ( 프라이머 ) - 샌딩작업으로생긴미세한스크래치를덮어표면을안정 - 도색전도료나물감이잘안착되게도와주는용도 - 500 & 1000 : 번호가높을수록입자가곱다. ( 사포는반대 )
표면처리 스프레이류 스프레이건 캔스프레이 - 중력식과흡상식두종류로반류 - 중력식 : 도료컵이노즐위쪽에장치적은양의도료도사용후처리가용이 - 흡상식 : 도료용기가아래쪽에위치압력차에의해도료를끌어올려분사 - 가장일반적인표면처리방법 - 거리조절을잘해야됨 - 그밖에붓으로칠하는방법도있음.
표면처리 아크릴수지 - 아크릴수지로만든물감 - 비닐물감에비해부착력이강하여모든바탕재료에착색 - 건조가빠름 - 사용이간편하고내구성이강하며빨리말라여러번겹쳐서그릴수 - 일단마르면완전히고착되므로수정하기어려워숙력된솜씨요함
조선해양공학부 3D 프린터문의사항 052 259-1382