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수치제어 프로그램을 바탕으로 3차원 물체를 만들어내는 기계. 2. 사용 재료[편집]가공의 용이성 등 여러 문제 덕분에 초창기에는 대부분 재료로 플라스틱을 사용하였지만 점차 종이, 고무, 콘크리트, 식품에 금속까지 재료의 범위가 점점 넓어지고 있어서 단순히 조형물 출력뿐만 아니라 건축[1], 설계 분야에 활용이 가능하며, 세포를 재료로 하여 인조 생체 조직, 장기 등의 프린팅이 가능한 3D 바이오 프린팅 기술도 등장하는 등, 향후가 기대되는 분야다. 자신이 직접 3D로 그림을 그릴 수 있는 3D 펜이라는 아이디어 상품도 나왔다.# 3. 사용처[편집]한동안 3D 프린터 붐 비슷한 게 일어나더니 기대되는 활용성에 비해 제대로 쓰기에는 미묘한 입지와 그냥 아무렇지 않게 사서 쓰기엔 문제가 있는 높은 가격[2][3] 난이도 때문에[4] 거품이 꺼지고 나서는 정말 관심있는 사람들 사이에서와, 목업을 제작하기엔 자본이 부족한 스타트업 회사들에서 쓰인다. 4. 역사[편집]시초는 RP(Rapid Prototyping)이라고 불리는 프린팅 기술이었다. 1981년 일본 나고야 시공업 연구소의 고다마 히데오 박사에 의해 특허 출원되었지만, 기한인 1년 안에 설명서를 기재하지 못했기에 특허는 무산되었다. 5. 3D 프린터의 작업 순서[편집]
2. 모델 변환
STL 생성 단계에서 ‘수리’라고 알려진 단계가 원래의 모델에서 이러한 문제점을 고친다. 3D 프린팅을 하기 위해 파일을 슬라이서에 올릴 때 오류가 있다면 ‘오류를 수정하겠습니다?’ 라는 문구가 웬만하면 뜬다. 일반적으로 3D 스캐닝을 통해서 얻어진 모델의 STL 파일들을 이러한 오류들이 많다. (이러한 오류들은 3D 스캐닝이 작동하는 방법 때문이다. 이것은 종종 끝과 끝을 잇기 때문에, 대부분의 경우 3D 재구성은 이러한 오류들을 포함한다.) 3. 프린팅 4. 마무리
6. 작동 방식[편집]자세한 내용은 3D 프린터/작동 방식 문서 를 의 번 문단을 의 부분을 참고하십시오.7. 금속을 사용하는 3D 프린터[편집]의외로 금속 3D 프린터는 꽤 오래전부터 있어왔다. 이는 레이저 클래딩(Laser Cladding)이란 기술을 응용한 것으로 금속분말을 노즐을 통해 뿌리는 동시에 레이저로 녹여서 균일한 두께로 적층하는 것이다. 이 기술은 일반적으로 제품 생산보다는 금속 가공품의 손상수리에 많이 쓰였는데 이를테면 플라스틱 사출을 위한 금속 금형이나 금속제 터빈 구성품에 미세한 손상이 간 경우 이것으로 손상부위만 메꾸고 후처리를 하여 다시 원상복귀 시키는 기술이다. 그리고 이 기술을 응용, 일정한 형상이 되도록 계속 적층해 나가면서 플라스틱 3D 프린터 마냥 금속으로도 3차원 형상을 만들 수 있다. 스타크래프트 2 자유의 날개 캠페인 한정 유닛인 과학선의 나노수리가 이와 동일한 원리이다. 8. CNC와의 차이점[편집]머시닝 센터등 기존의 CNC 공작기계도 3D 모델에서 바로 공작물을 제작할 수 있어서 사전적으로 포함은 되지만 보통 3D 프린트라고 하면 기존의 Subtractive Manufacturing[11]이 아닌 Additive Manufacturing(AM)[12] 즉 쌓아가면서 만드는걸 의미한다. 둘 다 섞은 하이브리드 방식도 물론 포함된다. 네이버캐스트에서 다룬 적이 있는데, 읽어 보면 도움이 된다.
9. 용도[편집]
9.1. 용례[편집]
10. 장점[편집]여러 가지 단점투성이인 3D 프린터가 기존의 제작방식에 비해서 확실히 우위를 차지하는 점이 있다.
11. 단점[편집]위의 반론들에서 세세히 언급되었다시피 아직까지는 기술적 문제가 산적해 있다.
다만 이 단점들은 시간이 해결해주는 것이 대부분이다. 이미 몇 가지는 이 문서가 작성한 이후로도 계속 해서 발전해왔고, 이제 제작 대상에 따라 문제될 것이 없는 수준까지 해결되었다.[33] 솔직히 3D프린터 이전에 제품생산에 사용되는 장비와 기술들을 사용해보고 비교한 단점들인지 의심스럽다. 합법적인 복제 방법도 얼마든지 가능하다. 11.1. 위험성 논란[편집]
11.2. 복제[편집]대중화가 되면 사회에 놀라운 변화를 가져올 것이 확실시되는 기술이지만, 반면 저작권 문제가 새롭게 대두될 확률이 매우 높다. 현재의 저작권은 어디까지나 물리적인 형태가 없는 지적 소유물(창작물)만 보호하는 수단이기 때문이다. 하지만 3D 프린터가 보급되면 지적 소유물이 곧 물리적 소유물이 된다. 이는 가상 매체의 복제와는 달리 '실물'의 복제로서, 논지의 범위가 다를 수밖에 없다. 11.2.1. 반론[편집]그러나 이것은 어디까지나 튼튼하고 쓸만한 완제품을 출력할 수 있는 고성능, 대용량의 3D 프린터 및 출력물질이 값싸게 보급되어 대중화되고, 기업들이 이러한 3D 프린터 제작용 도면으로 제품을 판매하는 것이 제도화, 유통화 되었을 때의 문제이지, 현재 수준의 3D 프린터라면 별 문제는 되지 않을 확률이 높다. 11.3. 총기 제작[편집]자세한 내용은 3D 프린터/총기 문서 를 의 번 문단을 의 부분을 12. 자매품: 3D 스캐너[편집]바늘 가는 데 실 간다고, 3D 프린터가 있는 만큼 3D 스캐너도 존재한다. 모델링한 파일을 바탕으로 실제 형상을 만들어내는 3D 프린터와는 반대로 이미 존재하는 사물의 굴곡에 대한 깊이 정보를 가져와서 3D 형태의 데이터를 만들어내는 역할을 한다. 접촉식과 비접촉식으로 나뉜다. 13. 매체에서[편집]
14. 여담[편집]
15. 관련 회사[편집]국내외 3D프린터 전문 기업들의 많아 사라지고, 현재는 경쟁력을 갖고 있는 기업만 남아있다. 15.1. 국내 제조사[편집]
15.2. 수입 유통사[편집]
15.3. 국내 출력소[편집]
15.4. 해외 제조사[편집]
[1] 이미 3D 프린팅으로 집을 짓고 있다.[2] 까놓고 말해서 어떤 특수한 걸 요구하는 게 아닌 이상 일반인들이 무언가를 원한다면 그냥 사서 쓰는 게 최소 몇 배에서 수십 배는 싸다.[3] 이러한 현상을 '하이프 사이클'이라고 하며 이 단계를 '환멸' 단게라고 한다. 쉽게 말해서 이제 기술이 한창 개발되어가고 있는 와중에 '이 기술은 세상을 바꿀꺼야!'라고 한껏 기대했더니 알고보니 아직 갈길이 멀어서 사람들이 크게 실망하여 관심이 시들어지는 시기를 의미한다. 2000년대 초반에 IT 산업의 붐이 극에 달한 결과 터진 닷컴 버블이 이와 관련된 극단적인 케이스. 그러나 여기서 살아남은 기업들은 더욱 기술을 발전시켜 계몽 단계와 생산성 안정 단계를 거치게 되며 비로써 기술이 시장의 주류로 자리잡기 시작한다.[4] 3D 모델이란 것 자체부터 있는 모델을 가져다 쓰는 게 아닌 이상 그냥 이거 만들고 싶다고 아무나 대충 만들 수 있는 것도 아니고, 완성품의 도색이나 마감처리 같은 부분까지 넘어가면 일정 이상의 손재주나 감각까지 요구하게 된다.[5] 지금 정식홈페이지에서는 구할 수 없다.[6] 3MF등 이 외에도 모델의 확장자는 많으나 STL이 주류이다.[7] 금속 3D 프린터의 원리는 용접과 유사해서 금속이 국부적으로 용융되고 급랭되어 응고되는 방식이라 마치 용접물처럼 내부적으로 잔류응력 등이 생기고, 또 층이 존재하다 보니 취성, 즉 깨지는 특성이 발현하기 쉬워 열처리 등의 후처리를 해주지 않으면 그냥 금속덩어리를 깎아서 가공하는 CNC 방식보다 약한 경우가 많다.[8] 일부 금속재료들은 이 급랭특성을 이용해서 적절한 열처리와 후처리만 해주면 기계적 특성이 매우 우수한 제품을 뽑을 수 있다. 사실 생각해보면 출력과정에서 발생하는 급랭현상은 쉽게 말해 담금질과 유사하며 실제로 금속 3D프린터로 출력한 금속 제품에서 관찰되는 미세조직은 일반적으로 경한 특성을 가지는 급랭조직과 유사하게 나온다. 담금질 항목에 가보면 알겠지만 담금질 공정만 해서 바로 쓰는 것이 아니라 보통 템퍼링이라는 추가적인 열처리를 해서 취성을 개선해서 사용한다. 정말 단순하게 말하면 금속 3D프린팅의 경우도 이와 비슷하게 열처리가 필요하다고 보면 된다.[9] 금속 3D프린터에 사용되는 분말은 유동성이 좋은 구형 분말이 사용되기 때문에 주로 gas atomization이라고 하는 방식으로 제조한다. 문제는 이 제조법만으로도 소모되는 비용이 큰데 여기에 한 술 더 떠서 적절한 크기의 분말들만 선별해서 써야되므로 수율마저 떨어져 가격이 매우 비싸다. [10] 재질과 크기, 업체마다 다르겠지만 SLM 방식으로 SUS316L 스테인레스 재질을 사용해 100원짜리 동전만한 물건을 출력의뢰한다 할 때 10만원이 넘는 견적이 나올 수도 있다.[11] 공제식가공 = 절삭공구를 이용한 가공.[12] 첨가식가공,적층식가공.[13] 미래의 속도를 따라잡는 힘 TQ 기술지능/정두희 지음/31~32p에서 발췌[14] 작게는 특허권에서 크게는 대규모 전산장치나 그 전산망에 넣고 돌릴 정보까지[15] 이론적으로 3D프린터가 자기 자신을 프린트하는 게 가능하다. 따라서 두 대만 있으면 프린터가 몇 번이 고장나든 상관이 없다. 둘이 동시에 고장나더라도 같은 부분이 동시에 고장난 게 아닌 한 한 쪽의 부품을 빼서 다른 한 대를 수리하고, 고장난 부품을 인쇄한 뒤 둘 다 수리하는 식이다.[16] 반대로 액체나 분말을 이용한 방식 중에는 중력이 없으면 쓸수 없는 것도 있다.[17] 이론적으로는 지금도 가능하다. 금속3D프린터로 철근구조를 프린트해버리고 위에 콘크리트프린터로 채우는거다. 하지만 상술했듯이 금속프린터는 분말 가격의 문제 등이 산적해있다. 정말로 미래를 조금 더 지켜봐야 할 것이다.[18] 조각대상의 물성에 따른 절삭도구의 선택, 절삭량, 절삭속도, 회전속도 등. 이를 잘 제어하지 못하면 가공이 똑바로 안되거나 날이 깨지거나 최악의 경우엔 장비가 고장날 수도 있다.[19] 물론 정말 각잡고 제대로 하려면 주변 온도 등 좀 더 많은 요소를 고려해줄 필요가 있으나, 보통은 제조사에서 소재별로 제공하는 공정 레시피를 사용한다면 위의 요소 정도만 고려해도 충분히 물건을 만들 수 있다.[20] 열팽창이나 표면경화 등의 문제로 중간에 임의로 작동을 멈출 수 없다. 일단 국내에 판매되는 기기들은 국내법상 비상정지는 가능한데, 도중에 정지할 경우 출력하던 출력물을 버려야 된다...[21] 근데 그렇다고 겨울철에 문 열어두면 실내가 너무 추워져서 출력물들이 출력 도중에 열수축으로 전부 다 변형되거나 금이 갈 수 있으니 실내 온도 유지도 신경써야 한다[22] 최근 Carbon이라는 회사에서 나온 제품이 가히 분 단위로 완성되는 신속한 경화 기술을 내걸며 TED 강연까지 했지만 해당 제품 기술은 비용 문제로 인해 아직까지 대중 시장 활성화는 멀었다고 이야기된다.[23] 다만 여기서 비교대상이 무엇인가라는 문제에서 시간이 오래 걸린다는 사실이 억울할 수 있다. CNC와 비교하자면 CNC 역시 열의 문제로 작업 중에 강제로 휴지해야 하는 경우와 상술한 장점처럼 공 속의 공을 만든다면 CNC로 만들어서 용접하고 후가공하는 시간까지도 고려한 것인가? 혹은 몰딩이나 금형은 대량생산 시에는 당연하지만, 단 하나 또는 극소량의 제품만을 생각한다면 금형이나 몰딩형틀의 제작 시간까지 고려한 것인가? 이런 점에서 3D 프린터는 어떻게 보면 훨씬 빠르다.[24] 악명이 자자하며 가격에 끌린다고 사지마라. 싼건 이유가 있다.[25] 하지만 이 문제 역시 상술한 시간의 문제처럼 비교대상이 무엇인가라는 문제에서 억울한 측면이있다. 3d프린터와 같은 역할을 하는 CNC머시닝이나 금형사출기, 프레스의 무게와 가격은 프린터보다 비싸다. 심지어 프레스나 사출기는 최소크기가 존재해서 플라스틱 컵 하나를 만드는데도 장비들을 절대 방 하나에 다 집어넣을 수가 없다. 그만큼 크기가 있고 크기가 있으면 가격이 있다.[26] 이쯤되니 재반박하기도 슬슬 짜증나지만...다른 생산방식의 기계들 역시 똑같다. 당장 머시닝센터가 아닌 선반이나 밀링 기계를 돌려보라. 엄청나게 달궈진 칩들이 그게 아크릴이더라도 엄청 따갑고 아프게 튈 것이다. 몰딩에 먼지 한둘 들어가면 그 판은 그냥 새로 찍어야 된다.[27] 반대로 PLA는 초파리가 자주 꼬이는 단점이 있다. 가수분해되면 시큼한 젖산이 나오기 때문.[28] 이 부분 역시 비교대상을 무엇으로 한 건지, 그리고 그 비교대상들의 생산과정을 본 것인지 의문이 간다. 피규어를 예를 들면 몰딩이나 금형틀의 완성도를 위해서 CNC 이후에 수작업에 가까운 재가공을 거치고, 그렇게 찍어내고 나서도 사람이 하나하나 리터칭한다. 그런 노력을 3D 프린터에 투자하면 오히려 몰딩 틀을 만드는 수고를 줄이는 것이다.[29] 지금은 몇백만원대면 중고가형 제품이며, 10만원대 프린터도 나왔다.[30] 어차피 다른 비교대상들도 만능이 아니다. 오히려 3D 프린터는 다재다능이 컨셉이다.[31] 이것 역시 옛 이야기다. 현재 프린터에 사용할 수 있는 소재는 엄청나게 다변화되어서 알루미늄이나 타이타늄도 사용하고, 노즐도 4, 6, 8로 다양하게 한번에 여러 개를 적층시킨다.[32] 다른 생산방식이라고 친환경, 무탄소는 아니다.[33] 예를 들면 비용이나 신뢰성, 경제성 문제에서 수십만원대 프린터에 충분히 좋은 필라멘트와 시간(즉, 정밀도 증가)을 투여하면 몰딩에서 바로 찍어낸 수준까지는 만들어낸다. 특히 피규어를 예를 들었는데, 피규어도 몰딩에서 꺼내 후가공을 통해서 완성도를 높이는데 그 작업만 사용자가 직접 한다면, 달리 말하면 그 작업을 하지 않는 수준 낮은 피규어를 생각하면, 자신이 원하는 피규어를 소량만 생산해도 금방 투자비 회수가 되는 것이다.[34] 만약 불량 중국산 필라멘트를 사용했더라도 체임버와 공기필터가 장착된 3D프린터 또는 적합한 환기시설 등이 있었다면 예방됐을 것이다.[35] 실제로 3D 프린터는 밀폐되고 방음이 안 되는 공간에 대충 박아서 사용하면 공기가 탁해지는 것은 물론 소음이 때문에 불편을 초래해서 적절한 장소를 물색해서 배치해야한다.[36] 현재 3D 프린터 기술력으로는 전자기기를 똑같이 출력할 수는 있어도 작동 시키지는 못한다. 그러나 추후에 3D 프린트 기술력이 성장함에 따라 대두될 문제이기도 하다. 실제로 고분자 반도체가 상용화되면 잉크젯 프린터처럼 회로를 인쇄해 찍어낼 수 있게 된다. 관련기사 3D 프린터에 회로 인쇄기를 함께 장착한다면 전자제품을 인쇄해 만드는 세상이 올 수도 있다.[37] 특히 부피는 다른 미니어처와 비슷하지만 모델에 붙은 규칙 때문에 비싼 스페셜 캐릭터가 복제 대상이 될 가능성이 있다. 누군가 스캔을 하기만 한다면...[38] 하지만 현재 현실은 앞의 주석과는 달리, 대부분의 프린터는 200mm x 200mm x 200mm 사이즈의 부피 안으로 출력 가능하다. 당장 Prusa i3에서 파생되는 프린터들이 그렇고, kossel delta로 대표되는 델타형도 프린터 실가동 반경은 170mmø 정도 지만, 프로파일 3개만 교체해주기만 해도 프린트 가능 높이는 쉽게 늘릴 수 있다. 실제로 사용해보면 이 크기 이상의 출력물을 뽑을 일은 생각보다 적다.[39] 엄청난 고압의 전력과 프린트용 특수 소재, 추가부대시설을 요구하는 억대의 공장용 장비 수준까지 가면 이미 현재도 가능한 레벨이지만, 일반인들이 이런 장비를 만지기는 쉽지 않다.[40] 질량 보존의 법칙이 어디 가는게 아니므로 30발짜리 탄창을 인쇄할 수 있는 3D 프린팅 카트리지는 30발들이 탄창과 무게가 동일해야 한다. 오히려 부가적인 인쇄장치를 고려하면 더 무거울 것이다.[41] 다소 비슷한 점으로 매스 이펙트 시리즈에서 사용되는 무기들은 커다란 금속 덩어리를 조금씩 뜯어서 총알로 사용한다는 설정이다. 아주 조금씩 뜯어서 쓰기 떄문에 사실상 무한탄창. 이쪽은 레일건과 비슷하게 작동하므로 그나마 화약을 사용하는 소총보다는 합리적이다. 다만 게임 밸런스 측면에서 연사시 과열이 일어나 식혀줘야 한다거나 탄창 대신 열을 식히기 위해 히트 싱크를 교체해야한다는 설정도 있다. |