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용융 적층식 3D 프린팅의 형태 왜곡현상 유형화를 통한 재현성 향상 방향

Direction of Improvement of Reproducibility through Shape Distortion of Fused deposition 3D printing

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주제분류예술일반

초록

3D 프린터 특허권의 단계별 해제 이후 보급 확대로 3D 프린팅 결과물의 완성도 및 출력 편의성 확대를 위한많은 관심과 투자가 집중되고 있다. 그러나 일반인 대상 보급률이 가장 높은 용융 적층식 3D 프린팅 방식은 높은 보급률만큼 사용자들의 불만도 크게 나타나고 있다. 이에 본 연구는 국내 대표적 3D 프린팅 관련 커뮤니티사이트에 게재된 출력 결과물 사례를 중심으로 출력 시 프린팅 조건 및 조형 환경을 고찰하고, 왜곡현상을 온도, 속도, 압력을 기반으로 하는 3가지 유형으로 정리하였다. 결과적으로 3가지 왜곡유형인 퍼짐, 처짐, 수축을유의미한 출력 과정인 컴퓨터 모델링, 출력용 파일 변환, 목업 출력 단계로 재현성 향상을 고려하면, 첫째, 퍼짐현상은 적층 간의 상이한 온도차에 의하여 주로 발생하며, 이는 출력용 파일 변환 단계에서 객체 적층 간 온도차가 발생하지 않도록 조형 환경을 조정하여 향상할 수 있다. 둘째, 처짐현상은 컴퓨터 모델링 단계에서 임의또는 자동으로 서포터를 추가하거나 파일 변환 단계에서 객체의 셋팅 방향을 조절하여 향상할 수 있다. 셋째,수축현상은 출력물 부분 간 온도 차에 의해 주로 발생하며 수축을 방지하기 위해 컴퓨터 모델링 단계에 임의로보조 객체를 생성하거나 파일 변환 단계에서 내부 채움 또는 출력물 내·외피의 두께를 조정함으로 현상을 완화할 수 있다. 상대적으로 3가지 왜곡유형의 목업 출력 단계 시 공통적 고려사항은 기기의 기초 환경을 유지하는것이 대부분이다. 따라서 왜곡 현상의 재현성 향상은 주로 컴퓨터 모델링 및 파일변환 단계에서 효과적으로 조정할 수 있었다.

Abstract

Since the phase-out of patent rights, 3D printing has been attracting much attention andinvestment to expand the 3D printer's output and convenience. However, as much as its highdistribution rate to the general public, additive fused deposition 3D printing method also has avery high complaints by its users. Therefore In this study classified distortion into three typesbased on temperature, velocity, and pressure, based on the investigation on printing conditionsand formative environment of output shown on Korea's leading 3D printing community websites. As a result, considering the improvement of reproducibility by computer modeling, output fileconversion, and mock-up output step, which are three output types of distortion, namely,spreading, sagging and shrinking. First, the spreading phenomenon is mainly caused by adifference in temperature between added layers, which can be improved by adjusting themolding environment so that the temperature difference between object layers does not occur inthe output file conversion step. Second, the deflection phenomenon can be improved by adding asupporter automatically in the computer modeling step or adjusting the object setting direction inthe file conversion step. Third, the shrinkage phenomenon is mainly caused by the temperaturedifference between the output parts. In order to prevent the shrinkage, an auxiliary object isarbitrarily created in the computer modeling step, or the thickness is adjusted by adjusting thethickness of the inner and outer filling in file conversion step. A relatively common phase ofthree types of distortion is to maintain the machine's underlying environment. Therefore, thereproducibility enhancement of distortion can be effectively adjusted mainly in the computermodeling and file conversion stages.

참고문헌 (13)

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