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[3D전문가 심과장의 3D프린톡]-EP.5 다양한 3D프린터 소재

 
이번 [3D프린톡]에서는 지난 에피소드 ‘3D프린터와 아트 토이’에 이어서, 3D프린터 산업 분야 중에서 전문가들이 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 예상하는 소재 산업 분야에 대해서 알아봅니다.
입문용으로 적합, 저렴한 가격의 ‘플라스틱’
현재 사용되고 있는 다양한 3D프린터의 소재들 가운데 보급형 FDM 3D프린터에는 잘 휘어지는 TPU 소재나 내구성이 강한 ABS 소재, 옥수수와 사탕수수를 재료로 하는 생분해성 수지 PLA 등의 플라스틱류 소재가 주로 사용되고 있다. 실타래처럼 말려있는 소재를 한 줄로 길게 뽑아 3D프린터에 연결한 후, 적정 온도로 가열해서 결과물을 쌓아 올리는 방식이다. 소재와 결과물 모두 고온에 약한 플라스틱 재질이지만, 최근에는 이러한 단점을 보완한 복합 플라스틱 소재를 3D프린터 전시·박람회에서 어렵지 않게 확인해볼 수 있다.
정교하고 부드러운 표현 원하면 ‘분말’
분말(파우더) 소재는 결과물의 독특한 질감이 특징이다. 입력된 3D 데이터를 토대로 파우더를 고체화시키는 SLS 방식의 3D프린터를 사용하여 출력과 동시에 색상까지 표현할 수 있다. 그래서 가족, 연예인, 신혼부부 등의 실물 3D 피규어 제작 등 사실적인 표현에 주로 사용된다. 완성된 출력물의 강도가 약한 것은 개선되어야 할 문제다.
출력을 마친 분말 3D프린터 출력물을 세척하고 마무리하는 과정

출력을 마친 분말 3D프린터 출력물을 세척하고 마무리하는 과정

디테일한 고품질 출력에는 ‘레진’
유명한 디자이너가 제작한 고급 피규어 작품 등 디테일한 표현이 필요한 출력물에는 액체 상태의 레진 소재가 적합하다. 액체가 담겨있는 수조에 UV 자외선을 투사하여 원하는 모양으로 굳혀지는 광경화 방식의 LCD, SLA, DLP 3D프린터에 레진 소재가 주로 사용된다.
매끈한 곡면과 미세한 표현을 탁월하게 구현할 수 있지만, 레진 소재는 보급형 플라스틱 소재보다 가격이 높고, 레진을 사용하는 3D프린터도 중·고가형이어서 가격 면에 있어서 상대적으로 접근성이 떨어진다. 하지만 100만원 선의 LCD 방식의 3D프린터가 국내 중소기업을 통해 개발되고, 저가의 중국 DLP 3D프린터도 선보이는 등 급변하는 중·고가형 3D프린터 시장에서 앞으로의 레진 소재의 수요는 계속 증가할 것으로 보인다. (레진 소재를 활용한 프린터에 대해서는 ‘Ep.6 매끈한 레진 3D프린터’편에서 자세히 알아보도록 하겠다.)
전문가들이 가장 주목하는 ‘금속’
이 외에도 모래, 향기 나는 폴리머, 종이, 시멘트, 전도성 소재 등 다양한 복합 소재에 대한 연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있으나, 이 중에서 가장 주목해야 할 소재는 바로 금속 소재다. 
강한 강도의 금속 성질을 그대로 나타낼 수 있어서 산업용으로 활용도가 높고 동시에 해외 대기업의 진출도 활발해졌다. 보급형 플라스틱 소재를 대신해 금속 소재가 개인들에게 보급된다면, 높은 강도의 출력물을 원하는 3D프린터 사용자들에게 좋은 대안이 될 것으로 기대된다.
다음 에피소드에서는 레진(Resin) 소재를 사용하여 매끈하게 출력할 수 있는 LCD, SLA, DLP 방식의 중·고가형 3D프린터에 대해서 알아보겠습니다.

https://news.joins.com/article/22874788

https://news.joins.com/article/22874789

https://news.joins.com/article/22891959

https://news.joins.com/article/22894575

https://news.joins.com/article/22932789

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‘북한의 급변사태와 안정화 전략’을 주제로 북한학 박사를 받았다. 국방연구원 안보전략연구센터ㆍ군사기획연구센터와 고려대학교 아세아문제연구소 북한연구센터에서 군사ㆍ안보ㆍ북한을 연구했다. 2016년부터는 중앙일보에서 군사ㆍ안보 분야 취재를 한다.