Jet Fusion 3D 프린터에 조형 프로세서를 탑재하였다.

첫 번째 테스트를 위해 Jet Fusion 3D 프린터에 조형 프로세서를 탑재하였다. 그 결과 구성품의 디테일과 표면 품질, 안정성도 높아졌다.

Erik Biewendt: Industrie-Contact의 PR 컨설턴트 및 전문 저널리스트

Materialise는 이 기술을 이용하여 신발 깔창을 제작한다. “표면이 후처리를 하지 않아도 매끄럽습니다.”(지오반니 블레민크스)

Materialise 엔지니어인 지오바니 블레민크스의 책상 위에는 스타워즈의 요다와 같은 피규어, 맞물린 연결부, 등 3D 프린팅 출력물이 가득 쌓여있다. 이 프린트 결과물은 2016년 벨기에 뢰벤에 있는 Materialise 프린터 공장에서 테스트중인 3D프린터 HP Jet Fusion 모델로 제작한 것이다. 지오바니 블레민크스는 테스트에 참여하면서 프린터의 개발에 급속하게 빠져 들었고, 이유는 특수한 프린팅 기법과 사용하는 재료에 있었다. 여기에 사용하는 적층기술은 분말을 기반으로 하는 멀티제트 퓨전기술이다. 레이저 대신 두 개의 특수한 용액 HP 퓨전 디테일링 에이전트(Detailing Agent)를 사용한다. “열을 전달하는 퓨전 에이전트는 사전 가열된 분말 베드에서 입자를 용융하고, 열을 억제하는 디테일링 에이전트가 둘러싸고 분사합니다. 디테일링 에이전트는 용융 프로세스에서 입자를 고도로 정밀하게 분사하여 섬세한 표면을 만듭니다.”(블레민크스) 적외선 라이트가 용융을 위해 분말베드 위를 균일하게 반복 적층하면서 형상을 만든다.

재료 PA 12의 장점

프린팅 중인 HP 멀티제트 퓨전 3D프린터

재료는 폴리아미드 PA 12를 사용한다. 이 재료는 매우 미세한 분말입자를 가지고 있어 디테일링 에이전트로 후처리를 하지 않아도 표면이 매끄럽고 섬세하여 복잡한 형태의 출력이 가능하다. 표면 텍스처링이나 섬세한 디테일, 얇은 무늬 등 마킹에 프린팅하는 부품이나 격자 구조가 있는 부품 등 여러 응용사례가 가능하다. Materialise의 CTO 바르트 반 데어 쉬렌은 PA 12의 또 다른 장점을 다음과 같이 설명하였다. “섬세한 분말을 이용하면 80 μm에 불과한 초박형 레이어가 가능합니다. 모든 방향으로 탁월한 기계적 특성을 가지고 있고 밀도가 커 다공이 적은 부품을 제작할 수 있습니다. 다른 3D 플라스틱 프린팅 기법과 다르게 조형 플랫폼에 출력물을 정렬하기 때문에 안정성이 뛰어납니다. 출력물이 모든 차원에서 안정적이고 이를 조형공간과 분말을 적합하게 이용하면 재료를 절약하여 최적의 배치로 최대의 부품을 적층할 수 있습니다.”(바르트 반 데어 쉬렌)

바르트 반 데어 쉬렌,
Materialise CTO: “모든
차원에서 출력물이 안정적이고 조형공간과 분말을 적합하게 이용하고 재료를 절감하도록 배치할 수 있습니다.”

비슷한 수준의 디테일과 복잡함을 SLS(선별적 레이저 소결)로 달성할 수 있지만 어떤 측면이 중요한가에 따라 이 새로운 기술이 기회가 될 수 있다. 여러 장점 가운데 하나는 시간 계획이 가능하다는 것이다. “멀티제트 퓨전에서는 레이어 당 적층시간을 정확하게 예측할 수 있습니다. 부품의 복잡함이나 크기와 상관없이 작업시간이 항상 동일합니다. 레이어에 고정되는 모든 분말이 같은 속도로 용융되기 때문입니다.”(블레민크스)
또 제조에서 완성까지 걸리는 시간이 짧다. 이는 높은 안정성 덕분에 한 조형 공간 안에서 SLS 보다 많은 부품을 동시에 출력하고, 멀티제트 퓨전에서 출력된 결과물은 빠르게 냉각되어 “Fast Cooling” 모드를 선택하면 10시간이면 충분하다. 무엇보다 본질적인 장점은 표면품질이며 후처리를 포함한 가공시간을 부분적으로 줄이거나 완전히 없앨 수 있다.

빌드 프로세서가 작업을 수월하게 만든다

HP는 Materialise의 소프트웨어 패키지와 통합을 위해 소프트웨어 팀과 함께 연구를 진행하였고, 새로운 프린터에 적합한 빌드프로세서를 개발하였다. “사용자는 장치 별 출력 스타일을 지정하고 데이터를 레이어 데이터로 분해하여 출력할 수 있습니다” (블레민크스) 현재 이 빌드 프로세서는 상업적인 도입을 앞두고 있다.
Materialise CTO는 새로 개발한 기술이 빠르게 확산될 것으로 확신하고 있다. “3D 프린팅의 성공은 응용사례에 어떤 적합한 기술을 선택하는 데에 달려 있습니다. PA 12는 HP 멀티제트 퓨전으로 생산한 부품은 독특한 등방성과 근소한 다공성이 결합하여 다양한 응용사례의 잠재력을 지니고 있습니다.”