특히 와이드 포맷 프린터가 홈 데코 및 의류와 같은 산업 분야로 이동하고 있다는 증거는 많이 있습니다. 그리고 3D 인쇄는 또 다른 산업용 인쇄 애플리케이션으로 볼 때 완벽한 의미가 있습니다.

최근 몇 년 동안 인쇄 전시회를 방문한 적이 있는 사람이라면 작은 플라스틱 피규어를 제작하는 데스크톱 3D 프린터를 본 적이 있을 것이고, 이것이 인쇄 산업과 어떤 관련이 있는지 궁금해했을 것입니다. 사실 3D 인쇄와 그래픽 인쇄 사이에는 교차점이 거의 없지만, 그렇다고 해서 인쇄 회사가 그래픽 애플리케이션에만 국한되어야 할 이유도 없습니다. 실제로 와이드 포맷 프린터가 특히 홈 데코 및 의류와 같은 산업 분야로 이동하고 있다는 증거는 많이 있습니다. 그리고 3D 인쇄는 또 다른 산업용 인쇄 애플리케이션으로 볼 때 완벽하게 이해가 됩니다.

모든 3D 프린팅의 기본 개념은 CAD 파일에서 물체를 디자인하고 레이어로 슬라이스한 다음 3D 프린터가 이전 레이어 위에 각 연속 레이어를 물리적으로 배치하여 해당 물체를 만들 수 있다는 것입니다. 약 12가지의 다양한 접근 방식이 있으며, 각 방식은 비용, 품질 및 생산성 측면에서 고유한 조합을 제공하며 다양한 플라스틱과 금속 합금, 심지어 전자 회로를 포함한 자체 재료 범위에 적합합니다.

오래된 기술

초기의 기술은 30년 전으로 거슬러 올라가며 원래는 ‘신속한 프로토타이핑’이라고 불렸는데, 이는 첫 번째 목표 시장인 제품 디자인에서 프로토타입을 빠르게 생성해야 하는 경우를 잘 요약한 것입니다. 약 10년 전 많은 공급업체들이 이 기술을 소비자 시장에 도입하려고 시도하면서 일반 대중에게 더 쉽게 어필할 수 있는 방법으로 ‘3D 프린팅’이라는 이름을 사용하게 되었습니다. 제한적인 호황이 있었지만 거품이 꺼지면서 많은 업체가 파산했습니다. 그러나 이 기술은 계속 발전하여 이제는 산업용으로 적합할 정도로 발전했고, 이러한 방식으로 제작되는 부품의 수가 증가함에 따라 ‘적층 제조’라는 최신 용어가 등장했습니다. 3D 프린팅이라는 명칭이 고착화되어 많은 적층 제조업체는 그래픽상으로는 실제 인쇄가 이루어지지 않더라도 여전히 자신의 기계를 ‘프린터’라고 부릅니다.

하지만 그래픽 업계에 종사하는 사람이라면 누구나 알아볼 수 있는 잉크젯 프린트 기술을 사용하는 몇 가지 3D 프린팅 프로세스가 있습니다. 가장 일반적인 것은 바인더 제팅으로, 프린터가 분말 재료를 깔고 접착제 같은 바인더 유체를 필요한 모양에 따라 분사하여 분말을 서로 접착하여 물체의 층을 형성하는 방식입니다. 그런 다음 사용하지 않은 파우더를 털어내고 베드를 내려서 이 과정을 반복합니다. 인쇄가 끝나면 열을 가하여 남은 바인더를 태우고 재료가 서로 융합되어 단단한 물체를 형성하도록 합니다.
HP.

캡션: 새로운 HP Jet Fusion 5200 3D 인쇄 시스템(프린터 및 처리 스테이션).

가장 접근하기 쉬운 3D 프린터는 190 x 254 x 248mm의 빌드 챔버를 갖추고 엔지니어링 등급의 기능성 부품을 생산할 수 있는 300 시리즈인 HP의 JetFusion 3D 프린터 제품군이 이에 대한 좋은 예입니다. 흑백 또는 컬러 장치 중에서 선택할 수 있으며, 고도로 자동화된 통합 재료 공급 시스템을 갖추고 있어 일정 시간 동안 프린터를 무인으로 가동할 수 있습니다.

이를 변형한 것이 고속 소결(HSS)로, Xaar 3D와 복셀젯에서 모두 사용하며 폴리머 기반 재료로 작업합니다. 바인더 제팅과 마찬가지로 먼저 재료 분말을 베드에 배치한 다음 유체를 분사하여 제작 중인 모양을 정의합니다. 하지만 이 경우 유체는 적외선을 흡수하므로 파우더 베드에 열이 가해지면 원하는 모양을 형성하는 데 필요한 파우더만 녹입니다.

앞서 나가기

또 다른 접근 방식은 제작 재료의 요소가 많이 포함된 유체를 분사하는 재료 분사 방식입니다. 탱크에서 프린트헤드의 유체 챔버로 유체를 공급하는 공급 시스템은 말할 것도 없고 프린트헤드가 막힐 가능성이 훨씬 더 높기 때문에 이 방법은 훨씬 더 어렵습니다. 이에 대한 좋은 예로 금속 및 세라믹 프린팅 버전으로 제공되는 XJet에서 개발한 Carmel 1400 3D 프린터를 들 수 있습니다.

캡션: Ultimaker S3는 플라스틱 물체를 제작할 수 있는 합리적인 가격의 데스크톱 3D 프린터입니다.

이 외에도 비교적 저렴하고 작은 물체를 제작할 수 있는 데스크톱 모델도 많이 있습니다. 플라스틱 필라멘트를 압출하여 부품을 제작하는 융합 필라멘트 제작 방식을 사용하는 Ultimaker S3가 좋은 예입니다. 이 제품의 제작 면적은 230 x 190 x 200mm입니다.

또 다른 대안으로는 상당히 표준적인 용융 증착 모델링 방식을 사용하여 3D 프린터를 생산하지만 탄소 섬유로 엮은 나일론과 같은 다양한 복합 재료를 개발하여 강도, 경량 및 상대적으로 저렴한 비용의 균형을 갖춘 부품을 생산할 수 있는 프린터를 생산하는 미국 회사 MarkForged가 있습니다.

대규모로 진행

이미 많은 와이드 포맷 프린팅 회사에서 Massivit 1800 3D 프린터를 사용하여 주로 광고 및 전시용 대형 디스플레이 물체와 영화 및 TV용 소품을 제작하고 있다는 점도 주목할 만합니다. 이 장치의 제작 면적은 145cm x 111cm x 180cm로, 자외선 아래에서 경화되는 독점 젤 소재를 사용하여 실물 크기의 사람 모형을 제작할 수 있을 만큼 큽니다.

캡션: Massivit 1800 Pro는 가변 해상도 압출기를 갖춘 대형 디스플레이용 3D 프린터입니다.

3D 프린터를 사용하는 데는 약간의 기술이 필요하지만 그래픽 인쇄 경험이 있는 사람이라면 문제가 되지 않습니다. 파일을 준비, 최적화 및 검증하고, 인쇄 프로세스를 감독해야 하며, 마무리 작업이 필요한데, 이 모든 작업은 그래픽 분야에도 적용됩니다. 대부분의 사람들에게 가장 큰 문제는 3차원적으로 생각해야 한다는 점이지만, 판매 시점 물품의 포장 및 와이드 포맷 인쇄 분야의 많은 사람들이 이미 CAD 파일의 개체로 작업하고 있습니다.

지난 20여 년 동안 우리는 모두 디지털 인쇄가 상업용 인쇄 시장에서 점점 더 큰 비중을 차지하는 과정을 지켜보았습니다. 비용 절감과 공급망 물류 개선이라는 동일한 이유로 3D 프린팅도 비슷한 패턴을 따를 수밖에 없습니다. 3D 프린팅은 이미 프로토타입 제작에 널리 사용되고 있으며 도구와 금형 제작에 점점 더 보편화되고 있습니다. 현재 최종 사용 부품을 만드는 데 이 기술을 사용하는 제조업체가 늘어나고 있으며, 격자 구조를 사용하여 경량 부품을 만들고 형상을 최적화하여 여러 부품을 단일 품목으로 결합하는 기능을 활용하여 더 낮은 비용으로 제품을 생산하고 있습니다. 이는 이미 항공기 부품과 같은 단기적으로 고부가가치 애플리케이션에 적용되고 있으며 장난감부터 프린터용 예비 부품까지 모든 형태의 제조에 점차 확대되고 있습니다. 이런 기회를 원하지 않는 사람이 있을까요?

출처 정보: 와일드 포맷 가이드는 바닥부터 전등갓에 이르기까지 와이드 포맷 디지털 인쇄 장치에서 만들 수 있는 다양한 인쇄물에 대한 인식과 이해를 넓히기 위한 것입니다. 이 가이드는 디지털 도트와 협력하는 제조업체 그룹에 의해 만들어졌습니다.

이 문서는 HP와 Digital Dots의 지원을 받습니다.