DLP 3D프린터의 구조와 원리

Startup|2019. 1. 4. 10:48
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DLP(digital light processing) 3D프린터란 원문그대로 디지털광처리로 모형을 출력할 수 있는 3D프린터를 말합니다. 일반적으로 요즈음 치과에서 임플란트를 하게 되면 사용하는 3D프린터가 DLP방식이라고 할 수 있습니다.


DLP 3D프린팅 기술은 광원으로 빛을 쏘게 되면 경화(응고)되는 형태의 액체폴리머수지를 사용하게 됩니다. 즉, 액체수지가 UV영역(380-405mm)의 빛을 받게 된다면 수지를 경화시키면서 단단한 고체의 물체로 바뀌게 되는 것입니다.


<출처: Gizmo3DPrinters.com.au>


DLP 3D프린터는 일반적으로 강의실 등에 사용되는 디지털 프로젝터 스크린을 사용해서 한레이어 면을 기준으로 단일 이미지를 한층한층 경화시키면서 레이어를 만들어가는 구조라고 할 수 있습니다.


DMD라고 불리우는 디지털미러디바이스가 프로젝트의 역할을 함으로서 형상을 만들 수 있도록 조정할 수 있는 역할을 하는 것으로 DLP 3D프린터에서 DMD의 스펙에 따라서 성능의 차이가 천차만별인 것입니다.



DLP 3D프린터의 작동원리는 최초로 빛을 투과시켜 DMD를 통해서 형상이 렌즈를 통해서 출력되면서 수조의 액체경화수지에 단면형태의 레이어를 빛으로 투과시킵니다. 단면 하나하나가 적층되면서 플랫폼이 수면위로 올리면서 모형이 제작되게 됩니다.




<출처: Royal Society of Chemistry>


DLP 3D프린터가 FDM방식이나, SLA방식처럼 점이 모여서 선이되고 선이 면을 구성하는 형태가 아닌 전체 레이어를 한번에 노출시켜 출력하는 형태이기 때문에 출력속도가 빠른 특징을 가지고 있습니다.


하지만, DLP 3D프린터 기반은 디지털 프로젝터에 의해서 활용되기 때문에  출력물의 크기가 커지거나 대량의 출력물인 경우 해상도가 떨어지게 됩니다. 쉽게 말해서 디지털 프로젝터가 가까운 스크린에서는 해상도가 높지만 멀어질수록 해상도가 떨어지기 때문입니다. 이에 따라서 렌즈를 교체해야 하거나빌드영역을 제한함해야 하는 단점이 있는 것입니다.


캐릭터 피규어와 같이 작은 출력물의 디테일한 사항의 출력을 위해서는 DLP 3D프린터가 적합하지만 출력물이 큰형태는 SLA가 오히려 적합하다고 할 수 있습니다.


DLP 3D프린터는 하나의 직사각형 픽셀로 구성되기 때문에 곡선을 출력하게 되면 약간의 등고선 같은 문늬가 나타날 수 있습니다. 이는 직사각형 모형으로 둥근모양을 만든다고 생각하면 나타나게 되는 것과 같은 것입니다.


DLP 3D프린터는 모형이 작고 디테일한 사항을 빠르게 출력하는 데 유용하다고 할 수 있는 것입니다.  실제로 FDM 장비에서는 적층에 따라서 보이는 결무늬들이 DLP장비에서는 볼 수 없으며, 출력시간 또한 체감적으로 몇십배는 빠른 것을 느끼실 수 있습니다. 


또한 장비가격대가 100만원수준의 저가장비도 출시되면서 SLA장비에 비해서는 훨씬 저렴한 것이 그 장점입니다. 반면에 액체수지의 가격이 500ml에 10만원에 육박하는 재료비는 가격부담일 수 밖에 없기 때문에 보통의 교육용으로는 잘 활용되지 않습니다.


이상으로 DLP 3D프린터의 구조와 원리에 관한 포스팅을 마칩니다.

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