대부분의 제조 작업은 3D 프린터 내부에서 부품을 층층이 쌓아 올리는 방식으로 진행되지만, 이것이 공정의 끝은 아닙니다. 후처리는 인쇄된 부품을 완제품으로 만드는 3D 프린팅 워크플로우의 중요한 단계입니다. 즉, "후처리" 자체는 특정 공정이 아니라, 다양한 미적 및 기능적 요구 사항을 충족하기 위해 적용 및 결합될 수 있는 다양한 가공 기법과 기법으로 구성된 범주입니다.
이 글에서 더 자세히 살펴보겠지만, 기본적인 후처리(서포트 제거 등), 표면 평활화(물리적 및 화학적), 색상 처리 등 다양한 후처리 및 표면 마감 기술이 있습니다. 3D 프린팅에 사용할 수 있는 다양한 공정을 이해하면 균일한 표면 품질, 특정 미적 요소, 생산성 향상 등 어떤 목표를 달성하든 제품 사양 및 요구 사항을 충족하는 데 도움이 됩니다. 자세히 살펴보겠습니다.
기본 후처리는 일반적으로 3D 인쇄 부품을 조립 셸에서 제거하고 청소한 후의 초기 단계를 말하며, 여기에는 지지대 제거 및 기본 표면 평활화(더욱 철저한 평활화 기술을 준비하기 위한)가 포함됩니다.
FDM(용융 적층 모델링), SLA(광경화성 수지 조형), DMLS(직접 금속 레이저 소결), DLS(탄소 디지털 광 합성)를 포함한 많은 3D 프린팅 공정은 돌출부, 연결부, 그리고 취약한 구조물을 만들기 위해 지지 구조물을 사용해야 합니다. 이러한 구조물은 프린팅 공정에서 유용하지만, 후가공 기술을 적용하기 전에 제거해야 합니다.
지지대를 제거하는 방법은 여러 가지가 있지만, 오늘날 가장 일반적인 방법은 절단과 같은 수작업을 통해 지지대를 제거하는 것입니다. 수용성 기판을 사용하는 경우, 인쇄된 물체를 물에 담가 지지대를 제거할 수 있습니다. 또한, CNC 기계 및 로봇과 같은 도구를 사용하여 지지대를 정확하게 절단하고 공차를 유지하는 금속 적층 제조와 같은 자동화된 부품 제거를 위한 특수 솔루션도 있습니다.
또 다른 기본적인 후가공 방법은 샌드블라스팅입니다. 이 공정은 인쇄된 부품에 고압으로 입자를 분사하는 과정입니다. 분사된 재료가 인쇄 표면에 닿으면 더 매끄럽고 균일한 질감이 만들어집니다.
샌드블라스팅은 3D 프린팅 표면을 매끄럽게 만드는 첫 단계로, 잔여물을 효과적으로 제거하고 더욱 균일한 표면을 만들어 광택, 페인팅, 스테인 등의 후속 작업을 위한 준비를 완료하기 때문에 자주 사용됩니다. 샌드블라스팅은 광택이나 윤기 있는 마감을 제공하지 않는다는 점에 유의해야 합니다.
기본적인 샌드블라스팅 외에도 인쇄된 부품의 매끄러움 및 기타 표면 특성(예: 무광 또는 광택)을 개선하는 데 사용할 수 있는 다른 후처리 기술이 있습니다. 경우에 따라 다양한 건축 자재와 인쇄 공정을 사용할 때 마감 기술을 사용하여 매끄러움을 구현할 수 있습니다. 그러나 표면 매끄러움은 특정 유형의 매체 또는 인쇄물에만 적합한 경우도 있습니다. 다음 표면 매끄러움 방법 중 하나를 선택할 때 가장 중요한 두 가지 요소는 부품 형상과 인쇄 재료입니다(모두 Xometry Instant Pricing에서 제공).
이 후처리 방법은 고압으로 인쇄물에 입자를 분사한다는 점에서 기존의 미디어 샌드블라스팅과 유사합니다. 하지만 중요한 차이점이 있습니다. 샌드블라스팅은 모래와 같은 입자를 사용하지 않고, 구형 유리 비드를 매개체로 사용하여 인쇄물을 고속으로 샌드블라스팅합니다.
인쇄물 표면에 둥근 유리 비드를 사용하면 더욱 매끄럽고 균일한 표면 효과를 얻을 수 있습니다. 샌드블라스팅의 미적인 이점 외에도, 매끄럽게 하는 공정은 부품의 크기에 영향을 주지 않고 기계적 강도를 향상시킵니다. 유리 비드의 구형이 부품 표면에 매우 얕게 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
텀블링(스크리닝이라고도 함)은 소형 부품 후가공에 효과적인 솔루션입니다. 이 기술은 3D 프린트를 세라믹, 플라스틱 또는 금속 조각과 함께 드럼에 넣는 방식입니다. 드럼이 회전하거나 진동하면서 파편이 프린트된 부품에 마찰되어 표면의 불규칙성을 제거하고 매끄러운 표면을 만듭니다.
미디어 텀블링은 샌드블라스팅보다 강력하며, 텀블링 재료의 종류에 따라 표면의 매끄러움을 조절할 수 있습니다. 예를 들어, 입자가 적은 미디어를 사용하면 거친 표면 질감을 만들 수 있고, 입자가 많은 칩을 사용하면 매끄러운 표면을 만들 수 있습니다. 가장 일반적인 대형 마감 시스템 중 일부는 400 x 120 x 120mm 또는 200 x 200 x 200mm 크기의 부품을 처리할 수 있습니다. 특히 MJF 또는 SLS 부품의 경우, 캐리어를 사용하여 조립품을 텀블링 연마할 수 있습니다.
위의 모든 평활화 방법은 물리적 공정에 기반하는 반면, 증기 평활화는 인쇄물과 증기 사이의 화학 반응을 이용하여 매끄러운 표면을 만듭니다. 구체적으로, 증기 평활화는 밀폐된 처리 챔버에서 3D 프린트를 증발 용매(예: FA 326)에 노출시키는 과정을 포함합니다. 증기는 프린트 표면에 부착되어 제어된 화학적 용융을 생성하고, 용융된 재료를 재분배하여 표면의 결함, 굴곡, 골을 매끄럽게 합니다.
증기 스무딩은 표면을 더욱 윤기 있고 매끄럽게 마감하는 것으로 알려져 있습니다. 일반적으로 증기 스무딩 공정은 물리적 스무딩보다 비용이 많이 들지만, 뛰어난 매끄러움과 광택 마감으로 선호됩니다. 증기 스무딩은 대부분의 폴리머 및 엘라스토머 3D 프린팅 재료와 호환됩니다.
추가적인 후처리 단계로 컬러링을 적용하면 출력물의 미적 감각을 향상시키는 좋은 방법입니다. 3D 프린팅 재료(특히 FDM 필라멘트)는 다양한 색상 옵션을 제공하지만, 후처리로 토닝을 적용하면 제품 사양을 충족하는 재료와 인쇄 공정을 사용하여 주어진 재료에 맞는 정확한 색상 매칭을 얻을 수 있습니다. 3D 프린팅에서 가장 많이 사용되는 두 가지 컬러링 방법을 소개합니다.
스프레이 페인팅은 에어로졸 스프레이를 사용하여 3D 프린트에 페인트 층을 도포하는 일반적인 방법입니다. 3D 프린팅을 잠시 멈추면 부품 전체에 페인트를 고르게 분사하여 전체 표면을 덮을 수 있습니다. (마스킹 기법을 사용하여 페인트를 선택적으로 도포할 수도 있습니다.) 이 방법은 3D 프린팅 부품과 기계 가공 부품 모두에 널리 사용되며 비교적 저렴합니다. 하지만 한 가지 큰 단점이 있습니다. 잉크가 매우 얇게 도포되기 때문에 프린팅된 부품이 긁히거나 마모되면 프린팅된 재료의 원래 색상이 보이게 됩니다. 다음 음영 처리 과정을 통해 이 문제를 해결할 수 있습니다.
스프레이 페인팅이나 브러싱과 달리 3D 프린팅의 잉크는 표면 아래로 침투합니다. 이는 여러 가지 장점이 있습니다. 첫째, 3D 프린트가 마모되거나 긁히더라도 선명한 색상이 그대로 유지됩니다. 또한 페인트처럼 얼룩이 벗겨지지 않습니다. 염색의 또 다른 큰 장점은 프린트의 치수 정확도에 영향을 미치지 않는다는 것입니다. 염료가 모델 표면에 침투하기 때문에 두께가 증가하지 않아 디테일 손실이 발생하지 않습니다. 구체적인 채색 과정은 3D 프린팅 공정 및 재료에 따라 달라집니다.
Xometry와 같은 제조 파트너와 협력하면 이러한 모든 마무리 공정이 가능하며, 이를 통해 성능과 미적 기준을 모두 충족하는 전문적인 3D 인쇄물을 제작할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 4월 24일