3D 프린팅 기술 는 기존의 제조 방식을 뒤집는 혁신적인 제조 기술입니다. 혁신적인 제조 기술¨이라고도 합니다;적층 제조“. 이 문서에서는 다음과 같은 몇 가지 측면에 중점을 둡니다. 3D 프린팅 재료 3D 프린팅 소재 및 기술 개발을 연구하고 있습니다.
3D 프린팅의 원리
3D 프린팅의 기본 원리는 다음과 같습니다. 디지털 레이어링 라미네이션. 인쇄할 물체의 디지털 모델을 먼저 생성하는 물리적 적층과 각 레이어에 대한 2차원 처리 경로 또는 트랙을 얻기 위해 디지털 레이어링을 수행합니다. 그런 다음 적합한 소재를 선택하고 각 레이어에 해당 프로세스를 적용합니다. 그런 다음 적합한 재료와 해당 프로세스를 선택하고 위에서 언급한 레이어별 2차원 디지털 경로에 따라 인쇄된 오브젝트를 레이어별로 인쇄합니다. 최종 물체는 누적적으로 생산됩니다.
높은 처리 유연성과 빠른 시장 대응으로 3D 프린팅 기술은 산업 모델링, 포장, 제조, 건축, 예술, 의학, 항공, 항공우주 및 영화 분야에서 확고한 입지를 다지고 있습니다.
현재 3D 프린팅 분야에는 약 20가지의 다양한 공정 시스템이 있으며, 이 중 가장 일반적이고 성숙한 6가지 공정은 SLA(스테레오 리소그래피 장치), LOM(적층 물체 제조), FDM(융합 증착 모델링), SLS(선택적 레이저 소결), SLM(선택적 레이저 용융), 3DP(3차원 프린팅 및 접착) 등입니다.
이 6가지 3D 프린팅 공정의 원리는 동일하지만 사용되는 프린팅 재료가 다르기 때문에 각각의 특성과 구체적인 응용 분야가 다릅니다. 인쇄 재료는 현재 3D 프린팅 분야에서 가장 뜨거운 연구 주제이며 3D 프린팅 공정의 추가 개발 및 적용에 있어 병목 현상입니다. 이 논문은 또한 인쇄 재료가 3D 프린팅 프로세스의 추가 개발 및 적용에 있어 병목 현상이라는 점을 강조합니다.
3D 프린팅 기술 및 재료
SLA
SLA 프로세스는 1984년 찰스 헐이 미국에서 특허를 획득하고 3D Systems에서 상용화한 것으로, 현재 세계에서 가장 많이 연구되고 가장 먼저 사용된 3D 프린팅 방법 중 하나로 인정받고 있습니다.
현재 이 공정에 사용할 수 있는 재료는 주로 빛에 민감한 액체 수지, 즉 감광성 수지입니다. 이러한 유형의 감광성 수지 재료에는 주로 즈위터 이온, 반응성 희석제 및 개시제가 포함됩니다.
LOM
마이클 페이긴은 1984년에 대형 부품, 특히 자동차 산업에서 SLA보다 일반적으로 더 적합한 LOM 공정을 소개했으며, 현재 중국 3D 프린팅은 산업 분야에서 더 자주 사용되고 있습니다.
LOM 공정에서 인쇄 재료는 박층 재료, 바인더 및 코팅 공정의 세 가지 측면을 포함합니다. 박층 재료는 종이, 플라스틱 필름, 금속 호일 등으로 나눌 수 있으며, 현재 대부분 저렴한 종이가 사용되며 바인더는 일반적으로 핫멜트 접착제입니다. 종이 재료의 선택, 핫멜트 접착제의 구성 및 코팅 공정은 모두 비용을 고려하면서 최종 프로토타입 부품의 품질을 보장하는 데 기반을 두고 있습니다.
FDM
FDM 공정은 미국 회사 스트라타시스에서 개발한 FDM 제조 시스템에서 가장 널리 사용됩니다.
현재 이 공정에 사용할 수 있는 재료는 주로 녹기 쉬운 저융점 재료입니다. 일반적인 공정은 필라멘트 재료가 피드 롤러를 통해 노즐의 캐비티에서 피드 롤에 의해 필라멘트 재료가 가열되는 것입니다.
SLS
선택 영역 레이저 소결 공정이라고도 하는 SLS 공정은 1989년 텍사스 대학교 오팅의 Dechard가 개발했습니다. 이를 기반으로 직접 금속 레이저 소결, DMLS 공정 시스템도 SLS 공정과 같은 범주에서 도입되었습니다.
형태 측면에서 SLS 공정에 사용되는 재료는 나일론 분말, 나일론 코팅 유리 분말, 폴리카보네이트 분말, 폴리아미드 분말, 왁스 분말, 금속 분말(인쇄 후 재소결 및 구리 도금), 열경화성 수지로 코팅된 미세 모래, 왁스 코팅 세라믹 분말, 왁스 코팅 금속 등 다양한 유형의 분말입니다.
재료 측면에서 SLS 공정은 파라핀, 플라스틱과 같은 저융점 재료뿐만 아니라 스테인리스 스틸을 포함한 금속, 세라믹과 같은 고융점 재료까지 직접 성형할 수 있습니다. SLS 공정은 파라핀, 플라스틱과 같은 저융점 재료뿐만 아니라 스테인리스 스틸을 포함한 금속, 세라믹과 같은 고융점 재료까지 성형할 수 있습니다. 금속이나 세라믹 소재에서 고강도, 고경도의 부품이나 구성 요소를 프린팅할 수 있다는 점이 SLS 공정이 업계에서 각광받는 이유 중 하나입니다. 이것이 바로 SLS 공정이 많은 관심을 받고 있으며 업계에서 가장 유망한 응용 분야를 가지고 있는 주된 이유입니다. SLS 공정이 많은 관심을 받고 가장 유망한 응용 분야를 가진 주된 이유입니다.
slm
위와 같은 SLS 공정의 단점에 대응하기 위해 1995년 독일 프라운홀퍼 연구소는 이산 스택 플러스 원리를 사용하는 SLM 기술을 제안했습니다. 이 공정은 SLS의 장점뿐만 아니라 성형 금속의 밀도가 높고 기계적 특성이 우수합니다. 이 공정은 SLS의 장점뿐만 아니라 고밀도의 성형 금속과 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 복잡한 금속 부품 제조에 혁명을 가져왔습니다.
SLM 소재 범위에는 철 기반 합금, 니켈 기반 합금, 알루미늄 합금 및 티타늄 합금이 포함됩니다.
철 기반 합금은 엔지니어링에서 중요한 역할을 하므로 철 기반 분말의 철 SLM 성형에 대한 연구는 가장 광범위하고 집중적으로 연구되어 왔습니다.
3DP
3DP 기술과 장비는 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)에서 개발한 것으로 세라믹, 금속 및 플라스틱 분말과 같은 분말 재료를 주로 사용하며, 접착제를 노즐을 통해 분사하여 재료에 부품의 단면을 '프린팅'합니다.
이 파우더를 노즐을 통해 분사하면 파트의 단면이 소재 파우더에 '프린트'됩니다. 인쇄 과정은 종이의 컬러 인쇄와 유사하며, 3색 바인더와 노즐 시스템을 설정하여 다채로운 입체 인쇄를 구현할 수 있습니다. 세라믹 공예품의 3D 프린팅은 이미 많은 응용 분야를 발견했습니다. 이 공정은 생물학적 조직 공학 구조물 제작에 점점 더 많이 사용되고 있기 때문에 SLA, LOM, SLS 및 FDM 다음으로 가장 유망한 3D 프린팅 공정 중 하나입니다.
현재 3D 프린팅 분야에서는 6가지 3D 프린팅 공정이 사용되고 있습니다. 시스템에서 널리 사용되는 프린팅 재료는 형태 측면에서 액체 감광성 수지 재료, 얇은 재료(종이, 플라스틱 필름), 저 융점 필라멘트 및 분말 재료의 네 가지 주요 유형이 있으며, 구성 측면에서 현재 생산에 사용되는 거의 모든 유형의 재료를 포함합니다. 플라스틱, 수지, 왁스 및 기타 폴리머, 금속 및 합금, 세라믹 등을 포함하여 생산에 사용되는 거의 모든 유형의 재료를 포함합니다. 금속 및 합금, 세라믹 등
3D 프린팅의 특성에서 다양한 응용 요구 사항과 결합 된 새로운 인쇄 재료, 특히 나노 재료, 비균질 재료, 다른 방법으로는 생산하기 어려운 복합 재료, 합금 재료의 고밀도 금속 부품, 기능성 그라데이션 재료, 생물학적 재료 등을 생산하기위한 직접 인쇄의 개발은 3D 프린팅 재료의 지속적인 품질 향상을 촉진하는 3D 프린팅 재료의 개발 방향이 될 것입니다. 또한 3D 프린팅 재료의 직렬화, 표준화, 친환경 및 환경 보호를 촉진하기 위해 3D 프린팅 재료의 직렬화, 표준화, 친환경 및 환경 보호를 촉진하고 3D 프린팅 + & 8220; 개념으로 3D 프린팅 기술을 전통 제조 산업과 심층적으로 통합하여 3D 프린팅 재료의 지속적인 생산 확대를위한 개발 방향이 될 것입니다.