<< 프린팅 방식: SLA >>

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 VAULT는 대표적인 태블릿용 인클로저 제조업체로 구성과 맞춤 설정 가능성이 상당히 높은 솔루션을 제공합니다. 판매시점정보관리(POS) 업계에서 20년 이상 경험을 쌓은 VAULT는 업계 지식을 민첩한 설계에서 생산까지 워크플로와 결합하여 우수한 품질과 고유한 브랜드의 POS 스탠드 및 인클로저에 대한 증가하는 요구에 부응합니다.

 

 

과제

• 최종 제품 설계, 승인, 성형 및 생산을 2개월 안에 해결

해결 방안

• 3D Systems의 ProJet 7000 HD 프린터와 재료를 사용하여 설계 커뮤니케이션과 사전 제작 공정을 신속하게 처리

결과

• 2주 만에 완전하게 기능하는 원형 제작 및 승인
• 원형의 정확도로 공구 제조 및 후작업 가속화
• 포장 설계 활성화
• 투명 재료를 통해 신속한 설계 문제 논의와 최적화 가능

 

VAULT 공정의 핵심 기술은 3D Systems의 광조형(SLA) 기술로, 구체적으로 말하면 ProJet 7000 HD 3D 프린터입니다. VAULT의 프로젝트 타임라인이 계속 짧아짐에 따라 이 장비의 응용 분야도 확장되었습니다. 

VAULT는 개념 증명부터 최종 개념, 성형 및 툴링 설정, 포장에 이르기까지 사전 제작 전체에 걸쳐 ProJet 7000을 사용하고 있습니다. 

이렇게 하는 가장 큰 이유는 속도입니다. "이 장비의 속도는 정말 환상적입니다"라고 VAULT의 엔지니어링 부사장 Quentin Forbes는 말합니다.

 

그러나 속도가 전부는 아닙니다. Accura ClearVue 재료의 투명도를 통해 VAULT 내 부서 간 커뮤니케이션뿐 아니라 최종 고객과의 커뮤니케이션도 개선됩니다. 

또한 3D Systems SLA 프린트의 표면 마감 처리와 정확도로 툴링을 알 수 있어 투자 신뢰가 높아지고 타임라인이 가속화됩니다.

 

VAULT에서는 수십억 달러 고객이 짧은 타임라인으로 대규모 요청을 해 왔을 때 ProJet 7000을 테스트할 기회를 얻었습니다. 

2달이 안 되는 시간 동안 VAULT는 최종 맞춤형 제품을 설계, 승인, 성형 및 생산해야 했습니다. 

이런 사실을 공유하며 Forbes는 "전혀 가능할 것 같지 않았습니다"라고 말했습니다. 

 

그러나 VAULT는 성공했습니다.

 

VAULT의 SLA 부품은 추가적인 후처리 없이 '프린터만으로' 고객을 확보합니다.

 

빠르고 기능적인 3D 프린트로 고객 구매 가속화

12월 중순 VAULT에서는 2월 초에 열리는 무역 박람회에 맞춰 완성 및 전달해야 하는 새로운 개념을 고안하는 일을 맡았습니다. 

곧바로 설계와 3D 프린팅 원형 제작 작업에 들어갔습니다. "ProJet 7000에서 가능했던 작업 속도로 인해 이 프로젝트가 성공할 수 있었습니다"라고 Forbes는 말합니다.

연말 휴가 직전에 VAULT 팀은 모든 기능을 갖춘 3D 프린팅 개념 모델을 들고 고객과 만났습니다. 

"고객은 2주 전에 나눈 대화를 바탕으로 저희가 선보인 표면 마감 처리와 품질, 전체 수준에 상당히 놀랐습니다." Forbes가 설명했습니다. 

"게다가 프린트물에는 후작업 마감 처리도 하지 않았습니다. 프린터만으로 고객을 확보한 겁니다."

 

투명 재료로 설계 논의 활성화

3D Systems SLA 기술의 또 다른 장점은 다양한 재료를 사용할 수 있다는 것입니다. 특히 Forbes는 VAULT에서 투명 레진인 AccuraClearVue가 설계 최적화에 큰 도움이 된다는 것을 확인했다고 말합니다. 

고객이 새로운 기능을 추가하려고 할 때 VAULT에서는 새 구성요소를 투명 재료로 프린트하는 경우가 많아 어떤 것이 효과적이고 어떤 것이 효과적이지 않은지 모두가 볼 수 있습니다. 

Accura ClearVue로 제작된 원형은 다양한 메커니즘과 공간 확보에 대한 완벽한 이해를 제공하여 더 나은 결과를 위한 문제 해결에 도움이 됩니다.

"고객이 최종적으로 제품이 어떻게 통합되고 맞춰지는지 항상 아는 것은 아니므로 투명 재료로 프린트할 수 있으면 실제 효용성과 매력적인 요소를 얻을 수 있습니다." Forbes가 설명했습니다. 

"부품을 통과해서 볼 수 있으면 논의할 것도 없고 솔루션과 해결된 문제만 있을 뿐입니다."

 

부품을 통과해서 볼 수 있으면 문제를 더 빠르게 해결할 수 있습니다.

 

SLA 원형 제작으로 성형과 포장이 가속화됩니다.

성공적인 고객 프레젠테이션에 뒤이어 VAULT는 작업 진행 승인을 받았습니다. VAULT는 제 시간에 성형할 수 있었고 Forbes는 그 방법에 대해 묻지 말아달라고 빠르게 덧붙였습니다. 

그러나 Forbes는 이 단계에서도 3D 프린팅 원형을 사용할 수 있다는 것이 매우 중요했다고 말합니다. 최종 생산의 경우 VAULT에서는 플라스틱 사출 성형과 알루미늄 다이 주조를 위해 2톤 성형을 사용했습니다. 

3D 프린팅 원형은 성형 제조업체로 보내져 커뮤니케이션을 용이하게 하고 원하는 결과를 위해 모두가 합심하도록 했습니다.

3D 프린팅 원형은 신속하게 성형을 만들 뿐 아니라 포일 스탬프를 비롯한 후작업 설정을 가속화하는 데 도움이 되는 참조를 성형 제조업체에 제공했습니다. 

Forbes는 극도로 얇은 포일 스탬프와 이것을 올바르게 배치하는 데 필요한 정확도로 인해 생산용 부품으로 배치를 도울 수 있을 때까지 이 단계가 지연되는 경우가 일반적이라고 설명했습니다. 

이 경우 정확도가 높은 SLA 원형으로 이 단계를 미리 준비하고 공정 속도를 잃지 않게 할 수 있습니다.

"ProJet 7000으로 달성할 수 있는 속도와 해상도를 통해 고객의 승인을 빠르게 확보하고 개발을 신속하게 시작하며 성형 제조 시간을 줄일 수 있습니다"라고 Forbes는 말합니다. 

"원형을 모든 포장 설계의 기초로 사용할 수도 있었고 생산용 부품이 준비되었을 때 완벽하게 맞았습니다."

 

3D Sprint 소프트웨어를 사용하여 프린팅하기 위한 부품 설정

 

빠르고 효과적인 교육

ProJet 7000 HD를 운용한 VAULT의 첫 번째 단독 경험을 돌아보면 회사가 운영되는 데 오랜 시간이 걸리지 않았습니다. 사실 Forbes는 VAULT에서는 샘플 프린트 교육에서 대형 프로젝트로 거침없이 진행됐다고 말합니다. 

"ProJet로 곧장 시속 0마일에서 100마일로 올라갔습니다." Forbes의 말입니다. "3D Systems가 얼마나 교육을 잘 하는지, 프린터를 얼마나 신뢰할 수 있게 만들었는지를 보여주는 증거입니다. 

교육 세션과 프린터 설치를 끝내고 매우 크고 긴 프린트 작업을 하며 시간을 지체하지도 문제가 발생하지도 않았습니다."

 

새로운 비즈니스를 확보하는 성공

VAULT의 2개월 프로젝트 기간이 끝날 때 고객은 의도한 대로 제품을 출시할 수 있었습니다. "고객은 이 제품에 110% 확신이 있습니다"라고 Forbes는 말합니다. "훌륭한 성공 사례입니다." 

사실 프로젝트가 대단히 성공적으로 진행되어 VAULT에서는 다시 이 프로젝트를 실행하려고 준비하고 있습니다.

영업 회의에서 고품질의 SLA 프린트의 효과를 지켜본 후 VAULT의 사업 개발 관리자 Andrew Cagle은 3D Systems의 기술이 새로운 고객을 확보하는 데 도움이 된다고 말합니다. 

Cagle에 따르면 ProJet 7000을 사용하여 수행한 작업을 통해 VAULT가 업계 전문가이고 이 분야의 리더이며 최첨단의 기술을 사용한다는 것을 보여준다고 합니다.

귀하의 비즈니스를 위해 3D Systems의 SLA 기술에 관심이 있으십니까? 당사의 3D 프린팅 전문가에게 문의하여 디지털 제조 솔루션을 자세히 알아보고 귀사의 혁신을 가속화하십시오.

 

3D 시스템즈(3D Systems)는 제조업체가 보다 광범위한 응용 분야에 적용 가능한 플라스틱 소재 포트폴리오와 관련해 몇 가지 혁신적 소식을 발표했다.

 

–Figure 4 RUBBER-65A BLK: 높은 연신율로 유연성과 강도, 내구성을 확보한 탄성

–Accura Fidelity: 중형에서 대형에 이르는 경량 주조 패턴 작업을 지원하며 주조 수율 향상을 보장하는 초저점도의 안티몬 프리 SLA 레진

–Figure 4 JEWEL MASTER GRY: 쥬얼리 워크플로우의 새로운 지평을 열 신소재

 

Figure 4® RUBBER-65A BLK, Accura® FidelityTM, Accura Bond, Accura Patch 및 Figure 4 JEWEL MASTER GRY와 같은 소재는 Figure 4프린터와 광조형(SLA) 프린팅 기술에 적합하게 설계되었다. 3D Systems는  소재 포트폴리오를 계속해서 확대해 나가면서 생산 응용 분야에 새로운 혁신을 일으키고 있다.

 

3D Systems의 플라스틱 부서 전무 및 총괄 관리자 Menno Ellis는 “당사 팀은 보다 광범위한 응용 분야를 고려해 플라스틱 포트폴리오 전반에 걸친 신소재 개발을 계속하면서, 고객이 필요에 가장 적합한 소재를 간편히 선택할 수 있도록 주요 테스트 결과 및 성능 사양을 데이터 시트로 제공해 왔습니다. 당사의 소재 과학 및 기술 전문팀은 고성능 소재 엔지니어링에 관한 수십 년의 경험을 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 고객이 경쟁 우위를 유지할 수 있도록 정확하고 경제적이며 반복 가능한 결과를 제공합니다.”라고 밝혔다.

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK – 다양한 산업 분야에 적합한 생산 등급 탄성 소재

회사의 생산 등급 탄성 소재 포트폴리오를 토대로, 3D Systems는 Figure 4 RUBBER-65A BLK를 소개했다. 기존에 출시된 Figure 4 탄성 소재로는 내구성이 높고 단단한 탄성 소재인 Figure 4 RUBBER-BLK 10과 유사 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10 이 있다.

 

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK는 다양한 산업 분야에 적합한 생산 등급 탄성 소재다.

 

 

 

이번에 개발된 Figure 4 RUBBER-65A BLK은 높은 연신율로 유연성과 뛰어난 내구성으로 환경 안정성을 장기간 유지하도록 설계되었으며 UL94 규격 테스트를 거쳤다. 이와 같은 특성 덕분에 고도로 정밀하면서도 서포트로 인한 흠집 또한 최소화되는 탄성 부품을 최종적으로 생산할 수 있으며, 따라서 에어 및 분진 개스킷, 전자기기용 밀봉재, 진동 완충 장치, 파이프 스페이서 등을 제작하는 데 적합하다.

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK를 사용해 생산한 러버캡

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK는 ISO 10993-5 및 ISO 10993-10 표준을 준수해 생체 친화적이며 손잡이와 핸들은 물론 부목이나 교정기의 패드 등을 생산할 때도 활용할 수 있다. Figure 4 RUBBER-65A BLK 및 3D Systems의 Figure 4 기술로 생산된 부품은 2차 열 후경화가 필요한 유사한 경쟁 소재에 비해 신속하게 제작할 수 있다.

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK와 유사한 기존 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10

 

 Figure 4 RUBBER-65A BLK와 유사한 기존 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10를 이용한 배드민턴 셔틀콕

 

Imperial College London 기계공학과의 Matthew Cavuto는 “기계공학도이자 의료 기기 설계자의 입장에서, Figure 4 RUBBER-65A BLK처럼 튼튼한 탄성 소재의 용도는 매우 다양하다고 생각됩니다. 맞춤형 밀봉 그로밋이나 감쇠재, 또는 부드러운 촉감의 손잡이 등은 수많은 예시 중 몇 가지에 불과합니다. 무엇을 생산하든 간에 이러한 소재를 사용하면 Figure 4를 통한 시제품 제작의 가능성은 확장될 것이고 공정은 간소화되리라고 봅니다. 기능적인 측면에서 Figure 4 RUBBER-65A BLK는 매우 인상적입니다. 적절한 부품 및 분야에 사용된다면 우수한 인열강도와 독보적인 프린팅 품질을 보장합니다.”라고 평했다.

 

 

3D Systems의 다른 모든 생산 등급 소재와 마찬가지로 Figure 4 RUBBER-65A BLK 또한 생산 성능 특성, 생산 기계 특성, 생산 테스트 규격이라는 고객의 세 가지 주요 니즈를 고려해 적층 제조에 적합하도록 특별히 설계되었다.

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK와 유사한 기존 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10로 제작한 매니폴드 어댑터

 

이는 3D Systems가 2020년 3월 일부 Figure 4 소재와 관련해 장기적 실내외 환경 안정성, 유전 특성, 가연성, 생체 친화성, 화학적 친화성 등의 데이터를 발표할 당시 채택한 포괄적 테스트 규격인 ASTM 및 ISO 규격을 따른 것이다. 해당 소재는 2020년 6월 말에 출시될 예정이다.

 

새로운 매몰 주조 소재로 주조 공정 최초의 플랫폼

3D Systems는 약 30년 전 전통적인 패턴 세공 기술로는 불가능했던 복잡한 기하형상 및 설계 최적화를 공구 없이도 가능하게 한 최초의 3D 프린팅 주조 패턴을 시장에 선보인 바 있다.

 

이후 3D Systems의 QuickCast® 공정은 여러 주조업체의 신뢰를 받으며 중대형의 고정밀 3D 프린팅 매몰 주조 패턴 직접 생산을 지원해 왔다. 3D Systems는 오늘 이처럼 큰 신뢰를 받아 온 플랫폼을 한층 더 개선하기 위해 새로운 주조 소재 한 가지와 후처리 소재 두 가지를 소개했다.

 

 

Accura Fidelity는 번아웃이 깔끔한 초저점도의 안티몬 프리 광조형(SLA) 레진으로, 티타늄과 알루미늄 합금 등 다양한 주조용 금속에 패턴을 생성하도록 설계되었다.

 

Accura Fidelity는 번아웃이 깔끔한 초저점도의 안티몬 프리 광조형(SLA) 레진으로, 티타늄과 알루미늄 합금 등 다양한 주조용 금속에 패턴을 생성하도록 설계되었다. 3D Systems의 QuickCast 프로세스에 포함되어 사용될 경우 중형에서 대형에 이르는 크기의 경량화 주조 패턴을 간편하고 빠르게 선보일 수 있어 주조 수율을 한층 개선한다.

 

 

3D Systems On Demand의 작업 감독관 Nancy Holt는 다음과 같이 밝혔다. “새롭게 출시된 광조형 프린팅용 Accura Fidelity 소재 덕에 QuickCast 매몰 주조 패턴의 후처리가 개선되었습니다. 소재의 점도가 낮아 배수 기능이 향상되며 패턴을 신속하게 정리할 수 있기 때문에, 전면 생산 시작 시 처리량이 최대 30% 상승할 것으로 예상됩니다. 주조성 관련 극한 테스트에서도 주조업계 고객들에게서 매우 긍정적인 피드백을 받고 있습니다. 당사의 고객사 중 하나인 SeaCast는 Accura Fidelity를 활용한 QuickCast 패턴이 공정 중 매우 원활히 주조되었으며 최종 금속 제품의 품질 또한 매우 만족스러웠다고 전했습니다.”

 

3D Systems는 또한 Accura Patch, Accura Bond와 함께 UV 경화가 가능한 종류의 후처리 소재를 소개했다. Accura Patch는 후처리 중 QuickCast 패턴의 배수구를 메울 용도로 설계된 고점도 소재이며, 또 다른 고점도 소재인 Accura Bond는 다양한 프린팅 패턴을 하나의 대형 패턴으로 결합할 용도로 제작되었다. 두 솔루션 모두 3D Systems의 다양한 SLA 레진과 더불어 대형 부품 제작 및 후처리 도중 패칭에 활용할 수 있다.

 

이상준 기자 | MFG

※출처: http://www.mfgkr.com/archives/13509

 << 적용 가능 방식: SLS, SLA, MJP, DLP>>

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3D프린팅 산업의 세척 및 표면 마감 시스템 제조업체인 DyeMansion은 세 가지 새로운 3D 프린팅 후처리 시스템의 출시를 발표했습니다.

 

 

새로운 Powershot Performance 시리즈는 Powershot C Performance(세척),Powershot S Performance(표면), Powershot DUAL Performance(세척 및 표면 마감)로 구성되어 있으며, 각 시리즈는 작업장에서 대용량 3D 프린팅을 보완하기 위해 제작되었습니다.

 

DyeMansion의 CEO이자 공동 창업자인 Felix Ewald는 다음과 같이 말합니다. 

 

"새로운 세대의 Powershot C&S모델로, 그들의 분야에서 최고의 제품들은 훨씬 더 좋아졌습니다. 

적층 제조의 산업화를 진정으로 믿고 있기 때문에, 우리는 산업용 및 대용량 애플리케이션을 위한 또 다른 솔루션인 새로운 Powershot Performance 시리즈를 고안했습니다. 이제 후처리에서 또 다른 큰 단계를 달성했기 때문에 3D 프린팅이 다음시대로 진입할 때가 왔습니다."

 

▲새로운 파워샷 퍼포먼스 (Powershot Performance) 시리즈. DyeMansion 제공.

 

적층 제조의 산업화 지원

 

자동화된 후처리 시스템은 역사적으로 기술 발전 측면에서 3D 프린터에 뒤쳐져 산업화 과정에서 병목 현상을 일으켜 왔습니다. 

 

DyeMansion은 산업용 부품용 고처리 세정 및 표면 마감장치 개발로 이를 변화시킬 방안을 모색하고 있습니다.

 

기존 모델에 비해 새로운 Powershot C 및 S Performance 시스템은 프로세스 시간을 평균 20% 단축하고, 로드 용량을 평균 150% 증가시키며, 전반적인 사용 편의성을 개선해 줍니다. 

 

다양한 산업용 폴리머 구성요소를 위해 설계된 이 새로운 시스템은 3D Systems sPro230, ProX 950과 같은 대형 3D 프린터에서 전체 크기의 빌드 작업을 처리할 수 있습니다. 

 

또한 Powershot DUAL Performance는 DyeMansion이 단일 시스템에서 세척 및 표면처리기 기능을 결합한 최초의 시스템입니다.

 

DyeMansion의 기존 증기 광택 시스템인 Powerfuse S와 마찬가지로, 새로운 Performance 제품군에는 거대 기술기업인 Siemens가 개발한 자동화 기술이 탑재되어 있습니다. 

 

Siemens Digital Industries의 적층 제조 부사장인 Karsten Heuser는 "Powershot Performance 시리즈는 DyeMansion과 Siemens가 산업화된 적층제조를 위한 전략적 파트너십에서 다음 이정표를 세운 것입니다." 라고 덧붙였습니다.

 

▲원래의Powershot C 분말세척시스템(Powder Cleaning System). DyeMansion 제공.

 

새로운 PolyShot Cleaning 프로세스

 

DyeMansion은 새로운 C 및 DUAL Performance 장비를 구체적으로 살펴본 결과, 개선을 위해 새롭게 개발된 PolyShot Cleaning 프로세스를 통합했습니다. 

 

독점 공정은 업계 표준 유리 비드가 아닌 최적화된 폴리머 블라스팅 매체를 사용하여 전체 컬러 3D 프린팅 부품에서 느슨한 파우더를 부드럽게 제거하는데 필요한 모양, 크기 및 무게를 제공합니다.

 

이 공정은 잔류물이 없으며 부품 표면에 광물 먼지가 남지 않도록 보장합니다. DyeMansion에 따르면 일반적인 파우더 기반 3D 프린팅 기술과 호환되며 TPU 등 까다로운 공정 소재와도 호환됩니다.

 

"기계 자체는 고객 문제를 해결하지 못합니다. 그래서 우리는 올바른 프로세스의 개발에 큰 초점을 맞췄습니다."라고 DyeMansion의 CTO & 공동 설립자인 Philip Kramer는 말합니다. 

 

"적절한 머신과 올바른 프로세스를 결합하여 솔루션을 만들었습니다. 새로운 PolyShot Cleaning 프로세스는 3D 프린팅된 부품의 분말제거 요구사항에 완벽하게 부합하기 위해 처음부터 개발된 블라스팅 매체를 통해 구현됩니다."

 

새로 발표된 파워샷 퍼포먼스 시리즈는 우선 시범 고객 선별 그룹이 이용할 수 있으며, 2021년 4분기부터 상용 주문이 접수될 예정입니다.

 

▲파워샷 듀얼 퍼포먼스 (Powershot Dual Performance). DyeMansion 제공.

 

자동 후처리 기술이 지속적으로 발전함에 따라 적층 제조 기술은 진정한 산업화에 더욱 근접하게 되었습니다. 

 

이달 초, 영국의 후처리 전문가인 AMT(Attractive Manufacturing Technologies)는 250만 파운드의 자금 지원을 마쳐, 회사가 모금한 총액이 700만 파운드 이상으로 증가했습니다. 

 

AMT는 이 기금을 사용하여 화학 증기 스무딩 프로세스인 PostPro를 추가로 개발할 예정입니다.

 

다른 곳에서, 인쇄 후 시스템 제조 업체인 PostProcess Technologies는 최근 VVD(볼륨속도분산)기술에 대한 미국 특허를 받았습니다. 

 

이 회사의 스프레이 기반 서포트 제거 프로세스는 PostProcess의 BASE 및 DECI 시스템에 적용되며 주로 FDM, SLA, CLIP 및 PolyJet 3D 인쇄 폴리머 부품과 함께 작동합니다.

 

 

Kubi Sertoglu | 3D Printing Industry

※ 출처: https://3dprintingindustry.com/news/dyemansion-launches-three-new-post-processing-systems-for-high-volume-3d-printing-187612/

<< 프린팅 방식: DMP >>

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강원도 강릉과학지방산업단지에 위치한 한국생산기술연구원 강원본부.

 

<김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 인공 흉곽 이식 사례 소개와 함께 적용된 인공 흉곽 모델의 장점을 설명하고 있다>

 

 

기술을 활용해 인공 뼈와 장기를 개발하는 곳이다. 강원본부는 최근 3D 프린팅 기술을 활용한 다섯 번째 인공 흉곽을 제작, 식품의약품안전처로부터 임상 시험계획을 승인받았다.

 

이번 임상시험은 질환으로 흉곽을 제거해야 하는 환자를 대상으로 인공 흉곽을 이식, 재건하는 게 목표다. 중앙대병원을 통해 진행될 예정이다.

 

김건희 기능성소재부품연구그룹장이 공개한 인공 흉곽은 티타늄을 소재로 했다.

 

흥미로운 것은 심장소생술과 같은 외부의 영향에도 견딜 수 있을 만큼 합금에 준하는 단단함을 지녔지만 무게가 100그램 단위로 가볍다는 것이다. 

 

이를 위해 무독성 순수 티타늄 분말을 3D 프린팅 공정을 통해 10나노미터 직경의 금속 간 화합물로 개발, 거미줄처럼 연결했다.

 

3D 프린팅 기술을 활용한 장점은 더 있다.

 

티타늄 막대를 깎거나 주물 틀에 부어서 또는 골 시멘트 등을 쓰는 기존 방식으로는 환자의 흉곽을 재건하는게 불가능했다. 

 

설령 만들어낸다고 해도 무게 탓에 수술 후 흉부의 불편감이 적지 않은데다 남은 갈비뼈와 연결, 고정하기 위해 티티늄 바를 덧대야 했다. 감염 위험도 높아질 수 있다.

 

김건희 그룹장은 “3D 프린팅을 활용한 티타늄 소재 인공 흉곽 제작은 순수 티타늄을 사용, 인체에 해를 미치는 합금 원소 사용 논란을 해소할 뿐 아니라 환자 맞춤형으로 만들 수 있다는 것”이라며 “컴퓨터 단층촬영을 통해 환부를 정확히 측정한 뒤 환자 체형에 맞는 정밀한 디자인으로 설계한다”고 밝혔다.

 

<김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 직원과 함께 인공 거골 제작을 위한 디자인 결과를 논의하고 있다>

 

 

강원본부는 3D프린팅 기술을 활용해 흉곽과 두개골, 골반 등 총 7개 인공 뼈를 제작, 생명을 구하는 데 기여했다. 

 

보다 다양한 사례에 활용될 수 있도록 연구를 지속할 방침이다. 이를 위해 지난 2월 식약처에 거골(발목 가장 위쪽뼈) 제작과 함께 환자 이식을 위한 임상 시험계획서를 제출했다. 여섯 번째 인공 흉곽 제작을 위해 상반기에 협력 병원과 사전 검토에 착수할 예정이다.

 

김경훈 강원본부장은 “강원본부는 의료분야 금속 적층제조 실용화 기술을 개발하고 인공구조물 임상시험을 통해 고부가가치 사업화를 위한 품목허가 케이스를 지속 확보하고 있다”며 “지역 기업과 기술 이전에 따른 지식재산권 공유를 통해 3D프린팅 의료기기 산업 육성에도 힘쓸 것”이라고 말했다.

 

 강우성 기자 | 전자신문

* 출처: https://www.etnews.com/20210405000122#

 

 

<< 프린팅 방식: DMP >>

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 지난해 반도체산업협회(SIA)는 세계 반도체 부문에서 4,390억달러의 사상 최대 매출을 기록했습니다. 

 

그러나, COVID-19 전염병은 반도체 칩의 공급에 대한 압박으로 보여지는 전세계 공급망들이 얼마나 취약한지 확실히 알게 되었습니다.

 

 

 

3D 프린팅은 현대 기술계의 핵심 구성 요소를 위한 공급망 복원력을 향상시키는 솔루션일까요? 

 

자세한 내용을 알아보기 위해 3D 프린터 OEM 3D 시스템의 주요 솔루션 리더인 Scott Green과 이야기를 나누었습니다.

 

 

 

포드, 도요타, 닛산과 같은 자동차 제조업체들은 실리콘 마이크로프로세서의 가용성이 제조 병목 현상으로 판명됨에 따라 모두 생산을 축소해야 했습니다. 

데이터업체 IHS에 따르면 반도체 부족은 2021년 1분기에만 약 1백만 대의 차량 생산이 지연될 것으로 예상됩니다. 

마이크로소프트나 소니와 같은 게임기 OEM 업체들도 지난 1년 동안 심각한 재고 부족 사태를 겪었기 때문에 자동차 부문만이 아닙니다. 

 

2020년 초의 닌텐도 스위치 품귀현상은 저에게 개인적으로도 골칫거리였습니다.

 

▲ DMP Factory 500 3D 프린팅 시스템. 3D 시스템즈 제공.

 

3D 시스템즈(3D Systems)와 웨이퍼 제작 툴링

 

 

반도체 시장에서 3D 시스템즈의 작업은 2014년 벨기에의 레이어와이즈(LayerWise)를 인수하면서 시작됐습니다. 

 

인수 전, 3D 프린팅 서비스국은 이미 아인트호벤 주변 반도체 업체들과 긴밀히 협력했습니다. 

 

인수와 함께 전달된 지식은 3D 시스템즈가 루벤(Leuven)에 반도체 전문 센터를 설립할 수 있게 해주었으며, 현재는 반도체 툴링 제조업체와 협력하여 최적화된 웨이퍼 제조 툴링을 3D 프린팅하고 있습니다.

 

Green은 "우리가 정말로 흥미롭게 생각하는 것은 반도체 팹(FAB)용 금속 적층 제조(Metal AM) 부품의 활용도를 보고 자동차 및 스마트 기기 제조업체에 영향을 미치는 기술 발전을 목격할 수 있다는 것입니다."라고 말합니다.

 

웨이퍼 팹 툴링은 반도체 업계의 제조 장비로 마이크로프로세서부터 무선 주파수 증폭기, LED까지 모든 것이 가능합니다. 

 

산화 장치, 상피 원자로, 증기 증착 시스템, 에칭 장비 등 다양한 광석학 및 화학 처리 장비가 함께 작동합니다. 

 

다단계 공정에 관련된 대부분의 공구는 웨이퍼의 자재를 축적하거나 제거할 수 있도록 설계되었습니다. 

 

이 과정은 제조된 전자 기기에 따라 전체적으로 최대 13주가 소요될 수 있습니다.

 

ASML, KLA 및 Lam Research와 같은 주요 툴링 OEM은 주로 저량의 고도로 전문화된 부품과 관련되어 있습니다. 

 

가능한 한 많은 구성 요소를 뽑아내기 보다는 생산성을 높이고 수율을 높이기 위해 부품의 품질과 제작 프로세스의 효율성을 개선하는 데 더 많은 관심을 기울입니다. 

 

참고로 대형 웨이퍼 팹 시설에서는 월 10만 대 이상의 웨이퍼를 생산할 수 있어 생산성이 5%만 증가해도 수천 대의 반도체 소자가 추가로 발생할 수 있습니다.

 

Green은 위의 시나리오를 3D 시스템의 DMP(Direct Metal Printing) 파우더 베드 융접 기술이 도움을 줄 수 있는 완벽한 기회라고 설명합니다. 

 

그는 "금속 3D 프린팅의 경우 수백만 개의 부품을 생산할 경우 비용이 너무 많이 듭니다. 기술 요구 사항이 낮은 대량 시장 히트 싱크를 산더미처럼 인쇄하지는 않겠지만, 반도체 팹 장비와 같은 저량, 고복합 부품 및 툴링에 완벽하게 맞습니다. 이것은 핵심적인 DMP 적용 사례입니다."라고 덧붙였습니다.

 

▲ 3D 시스템즈의 DMP 기술을 통해 출력한 복잡한 내부 기하학으로 웨이퍼 공구. 3D 시스템즈 제공.

 

DMP 3D 인쇄의 이점

DMP 적층 제조는 단순한 대체 생산 방법이 아니라 자체적인 이점을 제공합니다. 

 

무엇보다도, 이 기술은 기하학적인 최적화에 상당히 도움이 되며, 이는 전체 어셈블리를 단일 경량 단일 구조로 통합할 수 있다는 것을 의미합니다. 

 

여유 공간이 더해져 전체 시스템의 복잡성을 줄일 수 있고, 기존 제조된 부품보다 인쇄된 부품이 포함된 메커니즘이 더 빨리 이동해 전체 웨이퍼 팹 공정에 속도를 낼 수 있습니다.

Green은 "DMP는 아마도 반도체 툴링 업체에서 매우 활발한 주제로 남을 것입니다. 매우 깨끗한 환경이 필요합니다. DMP 기술이 제공하는 재료와 최종 제품 순도와 기하학적 복잡성을 갖추어야 합니다. 또한 중요한 구성 요소는 열 구배율이 낮고 필요한 경우 열 방출량이 최대가 되도록 열 최적화를 수행해야 합니다.”라고 말합니다.

DMP는 성능 개선뿐만 아니라 공급망을 간소화할 수도 있습니다. 예를 들어, 석판 시스템은 수십만 개의 부품과 복잡한 어셈블리로 매우 복잡합니다.

이와 같이 기하학적 단순화는 통합자와 서브시스템 조립자의 방대한 공급망을 우회하는 데 도움이 될 수 있습니다. 

 

브레이징, 용접, 피팅 및 판금 주조와 같은 공정의 필요 없이 3D 프린팅 웨이퍼 팹 공구는 잠재적으로 제조 비용을 낮출 수 있습니다. 

 

또한 이 기술을 통해 초기 개발 단계에서 설계 반복 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 반도체 시스템 출시 기간도 단축할 수 있습니다.

 

 

3D 시스템즈 프린팅만으로는 반도체 부족 문제를 해결하기에 충분하지 않을 수 있지만, 웨이퍼 팹 툴링의 최적화에 관해서라면 모든 작은 부분들이 도움이 됩니다. 

 

유럽에서 성공을 거둔 데 이어 공정 미세화의 가장 광범위한 기회가 기다리고 있는 베이 에어리어와 일본, 한국 등지로 반도체 제조공사를 확대할 계획입니다.

 

▲ DMP를 통해 3D로 인쇄된 매니폴드 3D 시스템 사진. 3D 시스템즈 제공.

 

 

 

Kubi Sertoglu | 3D Printing Industry

※ 출처: https://3dprintingindustry.com/news/interview-a-solution-to-the-semicon-chip-shortage-how-3d-printing-is-disrupting-the-439-billion-semiconductor-industry-187410/