차세대 3D 프린터 ‘Form 4’ 활용사례
▲ 3D 프린터 ‘Form 4B’
3D프린팅 제조기업 Formlabs는 최근 속도, 정확성, 신뢰성 및 재료 다양성 부문에서 타의 추종을 불허하는 차세대 3D 프린터인 ‘Form 4’를 발표했다. ‘Form 4’와 생체 적합성 버전인 ‘Form 4B’ 는 수년 간의 획기적인 하드웨어, 소프트웨어 및 재료 과학 혁신을 바탕으로 구축된 SLA(광조형) 3D 프린팅 기술로, 전례 없는 속도를 자랑 하며 치수 정확도나 표면 마감을 손상시키지 않는 것이 특징이다.
▲ 블랙 다이아몬드의 3D 프린팅 제품 사진
<활용사례 1> 블랙 다이아몬드 디자이너, ‘Form 4’ 통해 속도 및 치수 정확도 등 개선
블랙 다이아몬드 이큅먼트(black diamond equipment)의 제품 디자인 랩의 책임자인 매트 테츨(Matt Tetzl) 씨는 디자인 프로세 스와 와사치 산맥에서 제품을 테스트하는 데 더 많은 시간을 할애 하고 프린팅이 완료될 때까지 랩에서 기다리는 시간을 줄이기 위해 ‘Form 4’를 사용했다.
디자이너는 제품 개발 시 크기나 포장성, 경량 또는 강도와 같은 특성을 트레이드 오프(Trade-off)해야 할 필요성을 잘 알고 있었지만, ‘Form 4’를 이용하면 치수 정확도를 떨어뜨리지 않으 면서도 개발을 가속화할 수 있다는 판단 아래에서 선택한 것이다.
이에 대해 테츨 씨는 “CAD 설계 원본과 일치하고 조립할 때 매끄럽게 맞아 떨어지는 파트가 필요하고 서로 단단하게 결합되는 다분할 금형도 프린팅해야 한다. Grey Resin V5 금형은 이런 조건에 잘 맞아 떨어진다”고 설명했다.
테츨 씨는 접이식 트레킹 폴의 텔레스코핑 동작을 제어하는 버튼 어셈블리를 고정하는 고정 장치를 Grey Resin V5로 ‘Form 4’ 에서 프린팅했다. 그런 다음 맞춤형 지그가 하우징에 상당한 힘을 가해 버튼을 반복해서 누르는 모의 피로 테스트를 거쳤다. 꽤 무거운 하중으로 철저한 테스트를 거친 후에도 테츨 씨는 “한 사이 클당 55파운드의 무게를 250만 사이클 동안 사용했는데 마모나 변형이 전혀 없었다”며 새로운 레진 배합의 내구성에서 받은 깊은 인상을 표현했다.
속도, 치수 정확도 및 표면 마감이 개선되어 테츨 씨와 블랙 다이아몬드 설계 팀은 SLA 파트 물량 증가에 대응할 수 있었다. ‘Form 4’를 사용하면 팀이 더 철저하게 반복 작업을 수행하고 프린팅물을 기다리던 시간을 거의 없앨 수 있으므로 기능 테스트를 위해 더 빨리, 더 자주 최적의 결과를 얻을 수 있었다.
▲ restor3D는 ‘Form 4B’를 의료기기 개발에 사용했다.
<활용사례 2> restor3d, ‘Form 4B’ 통해 의료 기기 개발
의료 기기 개발 및 제조에는 엄격한 품질 관리가 필요하다. 적층 제조를 활용한 환자 맞춤형 솔루션에 주력하는 의료 기기 선두주자, restor3d(www.restor3d.com)에서는 첨단 폴리머 적층 제조를 사용하여 기성품 수술 기구와 환자 맞춤형 수술 기구를 제작하고 있다.
적층 제조 관리자 엘레나 터케리아(Elena Tercheria) 씨는 3D 프린터를 통해 폴리머를 제조하는 폴리머 생산 전문가이다. 터케 리아 씨의 주요 3D 프린터는 Form 3, Form 3+ 및 Form 3B 3D 프린터로 구성되어 있으며, 외과의가 X-레이로 볼 수 있도록 특수 제조 레진을 사용하는 폴리머 프린팅 작업은 약 90%를 이들 프린터로 보낸다. 수년간 Form 3/B/+와 경쟁사의 프린터를 함께 사용해 온 터케리아 씨가 ‘Form 4B’에서 가장 먼저 주목한 것은 프린팅 속도였다.
수술을 준비하는 외과의사와 함께 작업할 때는 민첩성이 핵심 이다. 예기치 않게 파트를 교체해야 하고, 사본이 더 필요하거나 막판에 재설계 해야 하는 경우 ‘Form 4B’의 단축된 빌드 기간은 이러한 상황에서 훨씬 더 민첩하게 복구하는 데 도움이 됐다고 강조한다.
그는 또한 ‘Form 4B’에 대해 “예상 시간의 정확도가 개선됐다. 장비가 레이어를 한 겹씩 적층하면서도 빌드 시간을 대폭 단축하는 모습을 확인했다. 처음에 restor3d 팀은 레진 혼합 빈도가 제작 시간에 영향을 미칠 것으로 예상했지만, 거의 정확한 시간 내에 프린트를 완료할 수 있었다. 기계 가용성을 미리 안정적으로 계획하고 예약할 수 있다는 점은 우리에게 큰 의미가 있다”고 덧붙였다.
속도를 고려하면 후처리는 총 처리 시간을 파악하는 데 있어 핵 심적인 요소이다. Form 4/4B 출시와 함께 Form Wash 및 Form Cure가 업데이트된다. 터케리아 씨는 “Form Wash는 정말 엄청 나게 개선됐다. 임펠러가 클수록 교반이 원활해져 파트에 달라 붙어 있는 미경화 레진을 훨씬 더 쉽게 제거할 수 있었다”고 만족스러워했다.
표면 마감 품질은 후처리의 필요성을 최소화하여 시간을 절약하고 생산의 정확성을 향상시킨다. Form 4/4B용 레진은 프린팅 품질 향상을 위해 재배합됐다. Form 4B를 사용하면 의료 환경에서 생체 적합성 레진을 프린팅할 수 있다. 의료 기기 및 환자별 수술 가이드 개발부터 치과용 기기까지, Form 4B는 앞으로의 삶을 바꾸는 시술에 속도와 정확성을 제공할 것으로 기대를 모으고 있다.
자료제공: 프로토텍(www.prototech.co.kr)
