본론에 들어가기 전에 먼저 SLA 3D 프린팅 기술이 무엇인지 대중화해볼까요? SLA(Stereolithography)는 자외선 레이저 빔을 사용하여 액체 광경화성 수지를 층별로 고체로 굳히는 일반적인 3D 프린팅 기술입니다. SLA 3D 프린팅 기술은 높은 정밀도, 뛰어난 표면 품질, 광범위한 재료 옵션이라는 장점을 갖고 있으며 고정밀 프로토타입, 모델 및 기능성 부품을 생산하는 데 적합합니다. SLA 3D 프린팅 기술의 주요 개념은 다음과 같습니다.



1. 355 파장 감광성 수지: SLA 3D 프린팅에 사용되는 재료는 특수 감광성 폴리머인 액상 광경화성 수지입니다. 광경화성 수지는 자외선 레이저 광선에 노출되면 화학 반응을 거쳐 액체 상태에서 고체 상태로 변합니다.

2. 광경화 공정: SLA 3D 프린팅에서는 자외선 레이저 빔을 광경화 수지 표면에 층별로 조사합니다. 광경화성 수지는 빛에너지를 받은 후 중합반응이 일어나 굳어집니다. 인쇄 플랫폼은 점차 위쪽으로 이동하고 각 층에 조사된 후 응고된 층이 이전 층에 접착되어 점차 원하는 입체 물체를 형성합니다.

3. 프린팅 플랫폼: 프린팅 플랫폼은 SLA 3D 프린터의 움직이는 부분으로, 광경화 수지를 지지하고 배치하는 데 사용됩니다. 각 층이 경화됨에 따라 프린팅 플랫폼이 점차 위쪽으로 이동하여 광중합 수지가 올바른 위치에서 점진적으로 고체로 굳어집니다.

4. 스캐닝 시스템: SLA 3D 프린터에는 자외선 레이저 빔의 정확한 위치를 제어하는 ​​고정밀 스캐닝 시스템이 장착되어 있습니다. 스캐닝 시스템은 광 경화 수지의 지정된 위치에 레이저 빔을 정확하게 조사하여 레이어 간 원활한 전환과 정밀한 인쇄를 실현합니다.

5. 지지 구조: SLA 3D 프린팅에서는 광경화 수지가 층별로 경화되므로 변형이나 붕괴를 방지하기 위해 인쇄물의 캔틸레버 및 매달린 부분을 지지하는 지지 구조가 필요합니다. 지지 구조는 일반적으로 인쇄 프로세스 중에 임시 지지대를 추가하여 이루어지며, 인쇄가 완료된 후 제거해야 합니다.

6. 후처리 프린팅이 완료된 후 출력물의 표면 품질과 치수 정확도를 향상시키기 위한 후처리 단계가 필요합니다. 후처리에는 일반적으로 인쇄물을 청소하여 경화되지 않은 레진을 제거한 다음, 인쇄물이 완전히 경화되었는지 확인하기 위한 광 또는 열 경화가 포함됩니다.



SLA 3D 프린터의 응용

R&D 검증에 SLA 3D 프린터를 적용하면 작업 효율성을 높이고 비용을 절감하며 제품 설계 반복 및 개선을 위한 편의성과 유연성을 제공할 수 있습니다. R&D 검증에 SLA 3D 프린터를 적용하는 것은 주로 다음 측면에 반영됩니다.



1. 신속한 프로토타입 제작: SLA 3D 프린터는 디지털 디자인 파일을 실제 모델로 신속하게 변환하여 제품 프로토타입을 빠르게 생산할 수 있습니다. 이러한 프로토타입은 기능 테스트, 외관 평가, 사용자 경험 테스트 등에 활용될 수 있어 제품의 디자인 컨셉과 타당성을 검증하는 데 도움이 됩니다.

2. 높은 정확도: SLA 3D 프린팅 기술은 매우 높은 정밀도와 디테일을 달성할 수 있으며 디자인 파일의 다양한 디테일과 곡선을 정확하게 복사할 수 있습니다. 이를 통해 인쇄된 프로토타입이 최종 제품과 매우 유사하게 만들어 정확한 기능 테스트 및 성능 검증이 용이해집니다.

3. 다양한 재료 선택: SLA 3D 프린터는 투명 재료, 고무 샘플, 엔지니어링 등급 수지 등을 포함한 다양한 재료를 사용하여 인쇄할 수 있습니다. R&D 인력은 다양한 유형의 샘플 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 요구에 따라 적절한 재료를 선택할 수 있습니다.

4. 신속한 반복 및 수정: SLA 3D 프린터는 프로토타입을 신속하게 제작할 수 있고 수정 비용이 상대적으로 낮기 때문에 R&D 인력은 제품 설계를 빠르게 반복하고 수정할 수 있습니다. 테스트 결과와 사용자 피드백을 기반으로 신속하게 디자인을 조정하고 검증을 위해 새로운 프로토타입을 다시 인쇄할 수 있습니다.

5. 생산 비용 및 시간 절감: SLA 3D 프린터를 사용하여 프로토타입을 제작할 때 제조 금형이나 기타 추가 생산 도구가 필요하지 않으므로 생산 비용과 시간이 크게 절감됩니다. 이를 통해 R&D 팀은 검증 작업을 보다 효율적으로 수행하고 제품 출시 시간을 단축할 수 있습니다.

제품 설계 단계에서 검증을 위해 3D 프린팅 프로토타입을 사용해야 하는 이유는 무엇입니까? 제품 설계 단계에서 3D 프린팅 프로토타입 검증의 중요성은 다음과 같은 측면에서 반영됩니다.



1. 형태 검증: 디자이너는 3D 프린팅 프로토타입을 통해 디지털 디자인 모델을 실제 개체로 신속하게 변환하여 제품의 외관, 모양 및 크기가 디자인 요구 사항을 충족하는지 확인할 수 있습니다. 이는 설계 오류나 결함을 감지하고 후속 생산 단계에서 불필요한 손실을 방지하는 데 도움이 됩니다.

2. 기능 검증: 3D 프린팅 프로토타입을 사용하여 조립, 작동성, 운동학적 성능 등을 포함한 제품의 기능을 검증할 수 있습니다. 프로토타입에 대한 실제 작동을 통해 제품의 기능이 설계 기대치를 충족하는지 평가하고 이를 식별하고 적시에 잠재적인 문제를 해결합니다.

3. 신속한 반복: 3D 프린팅 프로토타입은 생산 주기가 짧고 비용이 상대적으로 저렴하며 디자인을 빠르게 반복하고 수정할 수 있습니다. 설계자는 프로토타입 검증 결과를 기반으로 필요한 조정을 수행한 다음 검증을 위해 프로토타입을 다시 인쇄하여 제품 설계를 지속적으로 최적화할 수 있습니다.

4. 비용 절감: 기존 제조 방법에 비해 3D 프린팅 프로토타입 제작 비용이 저렴합니다. 그리고 금형이나 기타 맞춤형 툴링을 만들 필요가 없으므로 값비싼 제조 준비 비용이 절약됩니다. 이렇게 하면 여러 번의 반복이 필요하더라도 많은 비용이 낭비되지 않습니다.

5. 의사소통 효율성 향상: 3D 프린팅 프로토타입은 디자인 팀, 제조 팀 및 고객에게 특정 제품 샘플을 제공하여 의사소통을 촉진할 수 있습니다. 실제 프로토타입을 통해 모든 당사자는 제품의 디자인 컨셉과 특성을 보다 직관적으로 이해할 수 있고 합의에 도달하기가 더 쉽습니다.

따라서 제품 설계 단계에서 3D 프린팅 프로토타입 검증을 수행하면 제품 품질 향상, 제품 출시 시간 단축, 비용 절감, 팀 간 커뮤니케이션 효율성 향상에 도움이 될 수 있습니다. 이는 현대 제품 디자인 과정에서 없어서는 안 될 중요한 단계입니다.