[하루 10분 3D프린터운용기능사 기출문제] 3D프린팅 재료에 따른 방식

3D프린팅 재료에 따른 방식

3D프린팅 기술은 재료와 방식에 따라 크게 액체기반(SLA), 파우더기반(SLS), 고체기반(FDM)으로 나눌 수 있다. 이밖에도 다양한 소재와 방식에 따른 3D프린팅 기술이 개발되고 있다. 

액체기반 SLA / DLP (Stereolithography)

광경화성 수지 재료와 왁스 등의 서포트 재료를 동시에 분사하여 UV(Ultra-Violet)로 수지를 경화(cure)시켜 제품을 제작하는 방식이다. DLP(Digital Light Processing) 방식도 액체기반에 포함된다. 

① 표면 처리가 뛰어나다. ② 조형 속도가 빠르고 정밀도가 높아 미세한 형상의 구현이 가능하다. ③ 시제품 제작, 의료, 전자제품에 많이 응용되고있다. ④ 고무 및 투명 재질을 사용, 유해물질의 발생이 적다. ⑤ 소재가 액체이므로 출력 후 경화 등의 후처리 과정이 필요하다. ⑥ 지지대(서포트) 생성시간이 길고 재료와 장비의 유지보수 비용이 비싼편이다.

파우더기반 SLS (Selective Laser Sintering)

파우더 형태의 플라스틱 재료나 메탈 원료에 레이저를 주사하여 재료를 가열하여 응고시키는 방식

① 플라스틱, 나무, 메탈, 세라믹 등 재료를 선택할 수 있는 폭이 넓다. ② 금속 재료 등 다양한 재료를 사용할 수 있으며, 재료가 되는 분말 간의 소결로 강도가 높은 편이다. ③ 지지대(서포트)가 필요 없다. ④ 정밀도가 높고 조형속도가 빨라 조형물, 디자인, 금형 제작에 응용된다. ⑤ 후표면처리 공정(후가공)이 필요하고, 3D프린터와 후가공에 필요한 기계의 가격이 다른 방식에 비해 비싸다.

고체기반 FDM / FFF (Fused Deposition Modeling)

고체 필라멘트 형태의 플라스틱 수지 재료를 고온으로 가열된 노즐을 통해 압출시켜 한 층씩 구조물을 제작하는 방식

① 가장 많이 보급되어있는 프린팅 방식이다. ② 제작 구조와 프로그램에 있어 다른 방식의 프린터에 비해 단순하다. ③ 강도와 내구성은 뛰어나지만 정밀도에 따라서 출력 속도가 다소 느리다. ④ 출력물의 표면 품질이 거칠다. ⑤ 지지대(서포트)가 필요하다. ⑥ 열수축 현상으로 변형이 발생할 수 있다. ⑦ 소재에 제한이 있다.

FDM / FFF 프린터 소재

가장 널이 보급된 프린팅 방식인 만큼 소재의 연구도 활발하게 진행되어 최근에는 건축 재료나 식품 부문에서도 재료를 개발하여 소재가 점점 다양화되고 있음. 시험에서는 크게 두 재료를 물어보는 경우가 많음.

· ABS 소재(플라스틱 합성수지) : 온도 저항이 높고 유연성과 강도가 높음. 절삭 시 편리하여 부품 및 시제품 출력에 주로 사용함. · PLA  소재(식물 추출 원료) : 다양한 색상의 선택이 다능함. 잘 휘지 않아 일상적 출력물에 적당함.

3D프린터 운용기능사 필기 기출문제 (답안 및 풀이는 댓글에 있습니다)

1. 플라스틱 수지 재료나 메탈 원료에 레이저를 주사하여 재료를 가열하고 응고시키는 방식의 3D프린팅 재료로 적합한 것을 고르시오.

① 액체기반 재료

② 고체기반 재료

③ 기체기반 재료

④ 파우더기반 재료

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2. 액체 상태의 광경화성 수지에 빛을 주사하여 경화시켜 출력물을 제작하는 방법으로 특정 파장의 빛에 노출되면 경화가 일어나는 광경화성 수지를 소재로 하는 출력 방식을 고르시오.

① Material Extrusion

② Powder Bed Fusion

③ Vat Photopolymerization

④ Sheet lamination

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3. 의료 분야 중 인체에 삽입하는 인공지자체를 제작할 수 있는 기술로서 생분해성 소재를 사용하여 인체에 무해한 인공지 자체를 제작, 출력하는 방식은 고르시오.

① Material Extrusion

② Powder Bed Fusion

③ Vat Photopolymerization

④ Sheet lamination

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4. 다음 중 고체기반 FDM 프린팅 방식의 설명으로 옳지 않은 것을 고르시오.

① 고강도 재료의 사용으로 완성된 출력물의 후 변형이 거의 없다.

② ABS 소재는 잘 휘어지지 않아 일상적인 출력물에 적당하다.

③ ABS 소재는 유연성 및 강도가 좋으며 온도 저항 또한 높다.

④ PLA 소재는 다양한 색상의 선택이 가능하다. 

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5. 다음 설명 중 나머지와 성격이 다른 것을 고르시오.

① 플라스틱, 나무 메탈, 세라믹 등 재료 선택의 폭이 넓다.

② 표면 처리가 뛰어나다.

③ 미세 형상 구현이 가능하다.

④ 시제품 제작과 의료, 전자제품에 많이 응용된다.