일반 프린터 종류에 잉크젯 프린터, 레이저 프린터 등이 있는 것처럼 3D 프린터에도 다양한 종류가 있다. 3D 프린터는 크게 층을 쌓아서 만드는 적층형과 큰 덩어리를 깎아서 만드는 절삭형으로 나뉜다.
국내에는 특허가 만료돼 누구나 쉽게 사용할 수 있는 적층형 프린터가 많다. 대중화된 적층형 프린터도 사용하는 재료나 쌓는 방식에 따라 차이를 보인다. 9월 24일 여의도 국회의원회관에서 열린 ‘3D 프린팅 산업 시연회’에서 3D 프린터 제작업체를 만나 국내서 주로 사용되고 있는 적층형 3D 프린터의 종류를 살펴봤다.
 대중화를 주도한 FDM과 FFF방식

▲ FDM 3D 흐린터는 노즐서 재료를 녹여 적층하는 방식이다.사진 | 이길용 기자

  Fused Deposition Modeling의 약자인 FDM 방식의 3D 프린터는 필라멘트 형태의 열가소성 물질을 노즐 안에서 녹여 얇은 필름 형태로 출력하여 적층해나가는 것이다.① FDM은 다른 방식에 비해 장치의 구조와 프로그램이 간단해 장비 가격과 유지보수 비용이 낮다. 5년 전만해도 FDM방식의 3D 프린터는 평균적으로 1500만 원 수준이었는데, 최근엔 30만 원 정도의 대중화 된 모델도 선보였다.

  국내에는 산업기기에 가까운 FDM방식을 개인용으로 다시 만든 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식이 많이 보급돼있다. FFF는 ‘열가소성수지 압출 적층 조형법’이라고도 불린다. FFF 방식의 프린터를 생산하고 있는 (주)대건테크의 강성민 연구개발팀 과장은 “FFF는 높은 온도의 열로 재료를 순간 녹였다 굳히는 작업을 거치기에 완성품이 망치로 깨도 깨지지 않을 정도의 내구성을 가진다”며 “FFF를 이용해 출력한 물건은 교육용 교구같이 학생들이 실제 만지면서 활용하는 곳에 쓰일 수 있다”고 말했다. 또한, 강 과장은 “FFF방식은 다른 방식들에 비해 완성품의 크기를 크게 만들 수 있다는 것이 큰 강점”이라고 말했다.

  하지만 FFF방식으로 출력한 완성품은 표면에 층층이 쌓인 모습이 보이는 경우가 많기에 매끄럽거나 섬세한 형상을 구현하는 데는 제한이 있다. 또한 완성품을 단일 색으로만 표현해야 한다는 것도 단점이다. 강 과장은 “계속된 기술 개발로 2개의 노즐을 이용해 2개의 색을 이용하는 것까진 가능해졌지만 실제 시장에서 활용되기까진 시간이 걸릴 것”이라고 말했다.

 세밀하고 균일한 DLP방식
  DLP는 Digital Light Processing의 약자로 디지털 광학기술이라고도 부른다. 이는 DMD(Digital Micromirror Device) 칩을 이용해 이미지를 매우 정밀하게 표현하는 기술을 3D 프린팅에 이용한 것이다. DLP는 프린터 내부에 빔 프로젝터를 설치해 액체 상태의 재료에 조형하고자 하는 모양의 빛을 투사하는 방식이다. 빛을 투사하면 그 모양대로 재료가 경화돼 적층된다.
▲ DLP 3D 프린터는 조형하고자 하는 모양을 빛으로 투사하는 방식이다.

  DLP 방식은 매우 세밀한 표면조도와 정밀도롤 보여준다. 또한, 빔 프로젝터로 빛을 쏴서 조형하므로 면 단위로 조형이 되며, 다른 방식에 비해 작업속도가 균일하고 빠르다. 이런 이유로 일부 전문가들은 FDM 방식이 3D 프린터 기술의 1세대라면 DLP 방식은 2세대라고 보기도 한다. 3D 프린터 제조 전문 기업 캐리마(Carima)의 이중호 팀장은 “표면이 매끄럽고 좀 더 세밀한 표현이 가능해 예술 작품이나 건축물 모형에 이용 가능하다”며 “대학생들에게 시제품이나 졸업 작품에 대한 상담이 많이 들어오는 편”이라고 말했다.
▲ 액체 형태의 재료가 면을 이루고 있어 면 단위의 조형이 가능하다.
하지만 DLP 방식은 DLP 전용 수지가 필요해 FDM 방식에 비해 원료 선택이 제한적이라는 단점이 있다. 또한 정밀도가 높은 대신 가격이 비싸다. DLP 방식의 프린터기는 2000만~5000만 원 정도의 가격대에 형성돼있다. 만들 수 있는 조형물의 크기도 FDM 방식보다 작다. 이 팀장은 “현재 DLP 방식으로 만들 수 있는 최대 크기는 대략 20cm정도”라며 “앞으로 섬세함을 요하되 크기가 작아도 되는 쥬얼리나 의료분야에서의 활약이 두드러질 것으로 기대된다”고 말했다.


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