광조형(SLA) 3D 프린터의 장단점

3D 프린터에 관심이 있지만 다양한 조형 방식과 종류가 있어 어느 정도의 제품에 대한 지식이 필요하다. 

광조형 3D 프린터가 무엇인지, 권장 모델, 광조형 3D 프린터 사용의 장단점에 대해 살펴본다.

광조형 3D 프린터

광조형(SLA) 3D 프린팅 기술은 3D Systems의 창립자이며 CTO인 Chuck Hull이 1980년대에 처음으로 발명했다. 

자외선 레이저를 사용하여 감광성 레진 단면을 정밀하게 액체에서 고체로 경화시키는 기술이다. 

부품은 CAD 데이터로 원형 제작, 정밀 주조 패턴, 툴, 최종 사용 제품을 한층 씩 직접 제작된다. 

SLA 프린트 공정이 완료되면 SLA 부품을 용해액으로 세척하여 부품 표면의 경화되지 않은 잔여 레진을 제거한다. 

세척한 부품은 UV 오븐에서 경화된다. 

재료는 다양한 종류의 수지가 사용된다. 고무에서 플라스틱에 이르기까지 다양한 질감을 재현할 수 있다.

광조형 3D 프린터 제품 소개

1. Foto 8.9

https://flashforge-usa.com/products/flashforge-foto-8-9-lcd-resin-3d-printer

Foto 8.9의 제조사는 FLASHFORGE. 프린트 층을 미크론 단위로 조형할 수 있어 미세한 부품을 출력하는 데 적합하다. 

표면이 매끄럽게 완성되기 때문에 여러 층을 적층하여도 층의 흔적이 눈에 띄지 않고 자연스럽게 완성된다. 특히 피규어 제작에 적합하다. 

2. Foto 8.9s

https://industry.flashforge.com/product-detail/flashforge-foto-89s-lcd-3d-printer

제조사는 FLASHFORGE. 자외선 투사의 편차를 낮게 관리할 수 있어 이전 모델 Foto 8.9보다 높은 정밀도로 조형이 가능하다.

디테일을 중시하는 수요자에게 적합하다.

3. Photon Mono 4k

https://store.anycubic.com/products/photon-mono-4k

제조사는 ANYCUBIC. 초보자에게 적합하며 조립과 설치가 간단. 상단 커버는 자외선을 99% 이상 차단하도록 설계되어 작업 중에도 안심할 수 있다. 

한 층을 프린팅하는 데 약 1.5초밖에 걸리지 않으므로 신속히 조형할 수 있다.

재료로 대부분의 수지를 사용할 수 있고 안전성과 편리성이 특징 

4, Saturn2

https://www.elegoo.com/products/elegoo-saturn-2-8k-10-inches-mono-lcd-3d-printer

제조사 Elegoo. 최대 조형 사이즈는 높이 약 25cm, 폭 약 22cm로 비교적 크다. 

작은 것을 여러 개 동시에 만들 수 있어 대량 생산에도 적합하다. 또한 공기 정화 기능도 갖추고 있어 작업 중 수지 특유의 냄새를 방지할 수 있다. 

5. Sonic Mighty 8K

https://phrozen3d.com/products/sonic-mighty-8k

제조사는 Phrozen. 안정적이고 고품질 조형이 특징. 최대 조형 사이즈는 높이 약 23.5cm, 폭 약 22cm. 터치 패널 5 인치. 

LCD 패널의 해상도는 8k로 보다 정밀한 조형을 원하는 수요자에게 적합. 

6. Photon Mono X 6K

https://store.anycubic.com/products/photon-mono-x-6k

제조사 ANYCUBIC. LCD 패널의 해상도는 6k. 8K 정도의 디테일 수준은 필요하지 않지만 4K로는 세밀함이 부족한 수요자에게 적합. 

7. Photon S

https://store.anycubic.com/products/anycubic-photon-s

제조사 ANYCUBIC. ANYCUBIC은 다양한 3D 프린터를 출시하고 있지만 Photon S가 가장 작아 초보자 입문용으로 사용하기에 적합. 

조형 사이즈는 높이 11.5cm 정도로 조형물의 품질에는 문제가 없다.

8. Mars 3 pro

https://www.elegoo.com/products/elegoo-mars-3-pro-4k-mono-lcd-3d-printer

제조사는 ELEGOO. 높은 정밀도로 조형이 가능. 조형할 수 있는 사이즈의 높이는 14cm 정도. 냉각팬 기능이 있고 고내구성, 대량으로 만들 수 있으며 가격도 저렴한 편이다. 

9. Phrozen Sonic Mini 8K

https://phrozen3d.com/products/sonic-mini-8k

제조사 Phrozen. 해상도는 8K. 고정도의 섬세한 제품을 만드는 데 적합. 

마무리 완성도가 깨끗하며 적층한 흔적도 거의 눈에 띄지 않는다. 

따라서 완성 후 처리 작업이 거의 필요 없다. 터치패널로 조작 간단. 

광조형 3D 프린터의 장점 

•신속한 양산 가능

광조형 3D 프린터에 사용되는 수지는 가열 시간이 짧아 출력이 쉽다. 따라서 조형품을 신속하게 대량 생산할 수 있다.

•마무리 상태 고정도

광조형 3D 프린터는 변형이 적고 해상도가 높기 때문에 조형물을 섬세하게 완성할 수 있다. 

따라서 얼굴 등 그래픽의 정도가 디테일하게 요구되는 피규어나 부품의 프로토타이핑을 제작할 때 적합하다.

•매끄러운 질감 재현 가능

광조형 3D 프린터에 사용되는 레진은 다양한 유형이 있는데 일부는 액체 재료도 있어 조형할 때 부드러운 질감을 재현할 수 있다.

•고 투명성 보장

투명한 피규어를 만들 수 있다. 

예를 들어, 자연색 레진을 사용하여 3D 프린터로 조형물을 만들어 연마하고 표면 층을 코팅하고 마무리하면 투명도가 높은 조형물이 완성된다. 

또한 아크릴 수지를 사용하면 높은 투명도를 유지하면서 마무리 작업으로 연마하면 투명도를 더욱 강조할 수 있다.

광조형 3D 프린터 사용의 단점

광조형 3D 프린터는 다양한 장점이 있지만 단점도 있으니 직접 확인하는 것이 중요하다.

•지지재 제거에 공수 발생

광조형 3D 프린터를 사용할 때 지지 구조물 재료가 필요하다. 지지재는 조형물을 만드는 과정에서 지지대, 토대 또는 베드 역할을 하는 재료이다. 

예를 들어, 조형하는 구조물이 떠 있는 경우 프린트(조형) 중에 떠 있는 부분이 자체 무게로 붕괴될 위험이 있다. 

이를 방지하기 위해서는 지지대가 필요하다.

지지대 소재가 필요한 경우 먼저 슬라이서 소프트웨어로 설치한 다음 조형해야 한다. 

또한 3D 프린터로 적층할 때 지지대도 함께 조형되기 때문에 조형한 후 불필요한 지지재를 제거해야 한다. 

이 공수가 후처리 작업의 번거로움으로 여겨질 수 있다.

•조형물에 따라 세척 필요

레진을 사용하므로 조형한 완제품에 레진이 부착될 수 있다. 광조형 3D 프린터의 경우 이 여분의 수지를 제거해야 한다. 

사용하는 레진에 따라 물세척으로 제거할 수 있으나 일반적으로 에탄올을 사용한다. 

세척한 후의 액체는 환경법에 따라 직접 하수처리 할 수 없는 경우도 있다. 

대책으로 수용성 레진을 사용하여 조형물을 제작하는 방법도 있다. 

•CAD 소프트웨어 필요

또한 3D 프린터로 조형물을 제작하려면 3D CAD 소프트웨어가 필요하다. CAD 데이터를 3D 프린터로 가져와야 한다.

이상과 같이 여러 광조형 3D 프린터 제품과 장단점을 살펴보았다.

광조형 3D 프린터에는 다양한 유형이 있으며 가격대도 다양하다. 

부피가 큰 조형품을 만들 수 있는 3D 프린터도 다양하다. 

처음에는 우선 작은 크기의 조형품 제작부터 시도해 보는 것이 여러 면에서 합리적이다. ​