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[국내논문] 3D Printing 기술의 금형산업분야 응용 원문보기

기계저널 : 大韓機械學會誌, v.54 no.4 = no.401, 2014년, pp.46 - 51  

안동규 (조선대학교 기계공학과)

초록
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이 글에서는 3D Printing 기술의 금형산업분야 응용에 대해 소개하고자 한다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 최근에는 각종 매체를 통하여 3차원 프린터들에 기존 상용화된 고가의 쾌속조형 공정들을 포함하는 통칭으로 3차원 프린터를 각종 매체에서 소개하고 있다. 이 글에서는 3차원 프린팅 공정 제품들의 적용분야로 초기부터 적용되어 왔으며, 3차원 프린팅 공정과 제품 대량 생산을 연결시킬 수 있는 3차원 프린팅 기술의 금형 산업분야 적용에 대하여 기술하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
쾌속조형 공정은 어떻게 분류할 수 있는가? 1984년 Charles Hull에 의한 광조형(SL: Stereo lithography) 공정이 개발된 후로 40종 이상의 쾌속조형및 생산(RP&M: Rapid Prototyping & Manufacturing) 공정들이 개발되었다. 쾌속조형 공정은 그림 1과 같이 수직벽을 가지는 얇은 층을 적층하여 제품을 제작하는 얇은 층 적층형 쾌속조형공정(Thin Layered Rapid Prototyping Process)과, 측면에 경사각을 가지는 두꺼운 층을 적층하여 제품을 제작하는 두꺼운 층 적층형 쾌속조형공정(Thick Layered Rapid Prototyping Process)으로 분류할 수 있다. 상용화된 공정은 대부분 얇은 층 적층형 쾌속조형 공정들이며, 대표적인 쾌속조형 공정들로는 광조형 공정, 융착조형(FDM: Fused Deposition Modeling) 공정, 선택적 소결(SLS: Selective Laser Sintering) 공정, 3차원 프린팅(3DP: Three-dimensional Printing) 공정, 박판 적층(LOM: Laminated Object Manufacturing) 공정, 다중젯(Polyjet Process) 공정, 디지털 광원 처리(DLP: Digital Light Processing) 공정, 직접식 금속 레이저 소결(DMLS: Direct Metal Laser Sintering) 공정, 레이저 활용 정형가공(LENS: Laser Engineered Net Shaping) 공정, 직접식 금속 적층(DMD: Direct Metal Deposition) 공정, DMT(Laseraided Metal Rapid Tooling) 금속 3차원 프린팅공정, 선택적 레이저 용융(SLM: Selective Laser Melting) 공정 등이 있다.
대표적인 쾌속조형 공정에는 무엇이 있는가? 쾌속조형 공정은 그림 1과 같이 수직벽을 가지는 얇은 층을 적층하여 제품을 제작하는 얇은 층 적층형 쾌속조형공정(Thin Layered Rapid Prototyping Process)과, 측면에 경사각을 가지는 두꺼운 층을 적층하여 제품을 제작하는 두꺼운 층 적층형 쾌속조형공정(Thick Layered Rapid Prototyping Process)으로 분류할 수 있다. 상용화된 공정은 대부분 얇은 층 적층형 쾌속조형 공정들이며, 대표적인 쾌속조형 공정들로는 광조형 공정, 융착조형(FDM: Fused Deposition Modeling) 공정, 선택적 소결(SLS: Selective Laser Sintering) 공정, 3차원 프린팅(3DP: Three-dimensional Printing) 공정, 박판 적층(LOM: Laminated Object Manufacturing) 공정, 다중젯(Polyjet Process) 공정, 디지털 광원 처리(DLP: Digital Light Processing) 공정, 직접식 금속 레이저 소결(DMLS: Direct Metal Laser Sintering) 공정, 레이저 활용 정형가공(LENS: Laser Engineered Net Shaping) 공정, 직접식 금속 적층(DMD: Direct Metal Deposition) 공정, DMT(Laseraided Metal Rapid Tooling) 금속 3차원 프린팅공정, 선택적 레이저 용융(SLM: Selective Laser Melting) 공정 등이 있다. 쾌속조형 공정의 유사어로서 적층조형(AM: Additive Manufacturing) 공정, 입체 임의 형상 제작(SFF: Solid Freeform Fabrication) 공정 및 적층 조형(LM: Layered Manufacturing) 공정 등이 있다.
금형산업 분야에 적용되는 두 가지 3차원 프린팅 기술은 무엇인가? 3차원 프린팅 기술을 금형산업 분야에 적용하는 방식은 그림 3과 같이 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째는 3차원 프린팅된 플라스틱 제품을 금형의 패턴(Pattern)으로 사용하여, 역전 공정 (Reverse Process)으로 금형면에 3차원 프린팅된 제품의 표면 형상을 전사하여 간이형 플라스틱 금형이나 주조금형을 제작하는 간접식 쾌속 툴링(Indirect Rapid Tooling) 방식이다. 두 번째는 금속을 레이저(Laser)나 전자빔(E-beam) 등 고에너지 열원을 이용하여 직접 절단 및 적층, 소결, 클레딩, 용융시켜 금형을 직접 제작하는 직접식 쾌속 툴링(Direct Rapid Tooling) 방식이다.
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