3D 프린팅 기술 응용 분야

제조 분야에서 3D 프린팅은 부품을 설계하고 생산하는 방식을 혁신하고 있다.

이 기술을 응용하고 있는 또 다른 분야로 인간 장기 바이오프린팅, 경제적인 주택 프린팅,

달과 화성에서의 잠재적 미래 주택 생산 등이 있는데 이전에는 주로 과학 소설에 등장하는 이야기였다.

3D 프린팅은 이제 이러한 모든 분야에서 획기적인 발전이 이루어지고 있으며

인류의 가장 긴급한 문제들을 해결하는 수단으로 그 가능성을 보여주고 있다.

이 기사는 세계 경제 포럼 전문가 네트워크의 다양한 전문가들의 견해를 기반으로

구성되었으며 특히 스위스 로잔 연방 공대 교수들의 협력으로 정리되었다.

● Design for Additive Manufacturing

3D 프린팅(또는 적층 제조)은 설계자들에게 새로운 가능성을 제시하는 한편 새로운 제약 사항도 나타나고 있다.

3D 프린팅은 이전에는 힘들었던 복잡한 기하학적 구조물과 효율적인 공간과 격자 구조를 갖춘 가벼운 구조물을 생산할 수 있게 되었다. 

3D 프린팅을 사용하여 부품을 제작하는 일은 설계자들에게 도전적인 과제일 수도 있다. 

설계자들을 위한 전통적 설계 가이드 라인은 부품의 형태와 특징을 가능한 한 단순하게 유지하여 생산 프로세스와

총 생산 비용을 줄이도록 권장하였으며 이들 대부분이 이러한 사고방식에 익숙하다. 

이제 3D 프린팅을 응용하여 설계할 때이다. 

전통적인 기하학과는 다른 관점에서 생산하고 있는 부품에 중요한 가치를 추가할 수 있는 경량화와 바이오닉 개념에

영감을 넣을 수 있는 접근 방식을 도입하도록 권고하고 있다. 

제품 기능을 높이기 위해 3D 프린팅 사용 가능성을 이해하려면

완전히 새로운 유형의 교육(또는 재교육)이 필요하다.

부품의 무게를 경량화하기 위한 전용 소프트웨어 사용도 필요한데

특히 항공우주 산업과 생체 의료 산업분야에 유용하다.

3D 프린팅을 사용하여 부품 설계에 가치를 더할 수 있지만 제약 사항도 고려해야 한다. 

부품은 항상 생산을 고려해야 하는데 바로 "적층 생산" (부품 프린팅 방향) 방식이다.

이것은 3D 프린팅의 가장 중요한 특징 중 하나로, 기계적 특성,

표면 품질 및 프린팅(제작) 과정 전체에 필요한 적층 재료의 양을 결정하기 때문이다. 

가능한 한 적층 재료의 양을 최소화해야 한다. 재료의 총비용 증가와 후처리 공정에서

필요 이상으로 들어간 재료를 제거하는 데 시간이 들기 때문이다. 

재료 과다 투입으로 부품의 공학적 가치 추가는 제한적이나 증가하는 잔류 응력의 주요 원인이 된다. 

국제 첨단제조기술저널(International Journal of Advanced Manufacturing Technology)의 연구에 의하면,

3D 프린팅을 사용함으로써 약 667억 달러의 가치가 창출되었으며 이는 전 세계 제조 부가가치의 약 0.01%에 해당한다. 

미국의 전자 제조 서비스 기업 Jabil은 자사 설비 중 하나에서 3D 프린팅을 사용함으로써 툴 비용을 약 30% 절감하고,

최종 툴과 고정장치 제작에 필요했던 시간을 80% 감소시켰다고 보고 한 바 있다.

참조 | https://intelligence.weforum.org/topics/a1Gb0000001k6I5EAI/key-issues/a1Gb0000001kGcGEAU?utm_source=sfmc&utm_medium=email&utm_campaign=2822041_Si-public-users-create-2024&utm_term=​