✅ 대형 크기의 부품을 여러 번에 나눠서 3D프린팅 후 다시 결합하는 번거로움이 있으셨나요?
✅ 대형 빌드사이즈 출력의 한계를 정면 돌파한 링크솔루션의 SLA3D프린터에 대해 알아보세요
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링크솔루션 SLA 3D프린터 전기자동차 범퍼 출력 영상
SLA 3D 프린팅, 새로운 기준
SLA 기술은 액상 광경화성 수지(Photocurable resin)가 들어있는 수조(Vat)에 한 번에 한 층씩 레이저(Laser) 빔을 조사하여 원하는 형상을 조형하는 방식입니다. 1광경화성 수지는 주로 아크릴레이트 또는 에폭시 계열의 올리고머, 단량체, 광개시제 등으로 구성되어 있습니다. 조형판(Building Plate)의 표면에 코팅된 액체 수지 층에 자외선 레이저 광선이 조사되면 빛을 받은 패턴 부분이 경화됩니다.
이어 조형판이 단일 층의 두께와 동일한 거리(0.05 mm 내지 0.15 mm)만큼 하강하고, 부품 단면에 새로운 수지를 다시 코팅하고, 수지 층에 광이 조사되어 경화되는 과정이 반복됩니다. 이 방식은 조형물이 엘리베이터와 같은 조형판에 부착되어 액체 수지로 채워진 분지에 떠 있기 때문에 물체를 고정시키는 지지 구조물을 같이 형성시켜야 하고 지지대는 제품 제작이 완료된 후 별도로 제거됩니다.
대형 산업용 부품을 안정적으로 만들어 내려면 대형 파트 출력 노하우, 레이어 형성 속도, 그리고 소재 운용 효율이 동시에 뒷받침되어야 합니다. 링크솔루션의 SLA 시스템은 이 세 가지를 겨냥해 다중 멀티 레이저, 커튼 코터 리코팅, 플로팅 레진이라는 세 가지 기술을 핵심으로 제시합니다.
멀티 레이저로 크고 정밀하게
SLA에서 출력 크기를 키우는 일은 챔버를 크게 만드는 것만으로 해결되지 않습니다. 레이저 스팟의 겹침과 스캔 왜곡 같은 광학 문제가 함께 커지기 때문입니다. 링크솔루션은 듀얼·트리플 레이저 구성과 자체 제어 광학계를 적용해 대면적에서도 균일한 조형을 지향합니다. 레이저 교차점에서 생길 수 있는 오버랩을 최소화하도록 제어하고, CCD 이미지 기반 자동 보정 소프트웨어2를 통해 대형 플랫폼에서도 정렬과 왜곡을 상시 관리하도록 설계했습니다.
스캔 속도는 최대 12 m/s, 빔 사이즈는 75~600 μm 범위로 부품 형상과 품질 요구에 맞춰 파라미터를 조정하는 운용이 가능합니다. 예를 들어 미세한 형상을 구현해야 할 때는 스팟 사이즈를 작게 하여 출력을 합니다. 단순히 크게 출력하는 것이 아닌, 크면서도 일정한 출력 퀄리티를 유지할 수 있도록 광학·소프트웨어·기구 제어가 결합되어 있다는 점입니다.
레이어 형성의 병목을 푸는 해법: 커튼 코터 리코팅
총 출력 시간을 좌우하는 1순위 변수 중 하나가 리코팅3입니다. 일반적인 접촉식 블레이드 방식은 레진 표면과의 접촉과 진동으로 리코팅에 시간이 길고 블레이드와 출력물 접촉 충돌로 인해 실패 요인이 늘어납니다. 링크솔루션은 비접촉식 커튼 코터를 채택해 레진을 떨어뜨려 도포합니다. 링크솔루션의 SLA3D프린터는 최대 리코팅 속도가 약 1,000 mm/s에 이르고, 레이어당 리코팅 시간은 약 1.5초로 동일 면적 기준 기존 방식의 약 50초 대비 크게 단축됩니다. 2,000 레이어 기준 총 리코팅 시간도 약 8.3시간으로 정리되어 있어, 대형 빌드에서 누적되는 비가공 시간을 실질적으로 줄입니다. 비접촉 구조는 헤드와 출력물의 충돌이나 미세 진동을 줄여 초대형 출력에서 레이어 품질과 성공률을 관리하기 쉽다는 장점이 있습니다.
| 구분 | 타사 리코팅 방식(베큠,블레이드) | 링크솔루션 리코팅 방식(커튼 코터) |
|---|---|---|
| 최대속도 | 30mm/s | 1000mm/s |
| 1레이어 기준 | 50초 | 1.5초 |
| 딜레이 시간 | 2초 | 15초 |
| 2,000레이어 기준 | 104,000초(28.8시간) | 30,000초(8.3시간) |
| 실패율 | 파트와 리코터 충돌로 인한 파트 출력 실패율 높음 | 리코터 충돌 가능성이 없어 파트 출력 실패율 낮음 |
소재 운용의 상식을 바꾸다: 플로팅 레진
대형 SLA 장비에서 VAT를 레진4으로 가득 채우는 관행은 초기 투입비와 교체·폐기 비용이라는 병목을 만들어 왔습니다. 플로팅 레진은 레진의 밀도 차를 이용해 층을 형성하고 부상시키는 접근으로, 메인 수조의 약 20%만 채워도 출력이 가능합니다. 이에 따라 초기 재료비는 약 80%까지 줄일 수 있습니다. 그리고 오염과 변질을 억제해 교체 주기를 최적화하고 불필요한 폐기량을 줄이는 운용상의 이점이 있습니다. 다양한 소재 대응을 위해 가변형 수조를 사용할 수 있습니다. 또한 레진 사용 수명에 따라 폐기되는 소재를 최소화 할 수 있습니다. 대형·장시간 작업이 반복되는 현장일수록 이러한 운용 전략의 체감 효과는 더욱 커집니다.
케이스 스터디
바이크용 커스텀 카울은 410×130×100 mm 크기를 SL-1500으로 약 7시간에 제작했고, 대형 구조물인 크래시패드는 1520×520×760 mm를 SL-2300으로 약 65시간에 출력했습니다. 자동차 애프터마켓에서 수요가 있는 BMW M4 튜닝 범퍼는 1880×752×671 mm 규모로 SL-2300에서 약 120시간이 소요되었습니다.
적용분야
적용 분야는 모빌리티의 시작차 제작과 자동차 내·외장 부품, 투명 교정기나 신발 지그 같은 맞춤형 소비재, 그리고 대·소형 가전의 내·외장 부품과 스마트 디바이스 소형 정밀 파츠까지 다양합니다. 특히 덴탈분야에서 투명교정기를 제작할 때는 교정 단계에 따라 수많은 치아 모형을 순차적으로 만들어야 합니다. 링크솔루션의 SL 시리즈는 이런 시장의 니즈에 완벽히 부합합니다. 커튼 코터 리코팅 기술로 기존보다 훨씬 빠른 속도로 수많은 모형을 대량으로 출력하고, 여러 개의 레이저를 활용해 한 번에 여러 모형을 만들어도 모두 균일하고 정밀한 품질을 유지하기 때문입니다. 따라서 SL시리즈의 높은 생산성은 투명교정기 시장에서 큰 경쟁력이 됩니다.
양산을 위한 최적의 SLA 3D프린터
멀티 레이저 제어로 대형 빌드에서의 일관 품질을 확보하고, 커튼 코터로 레이어당 1.5초라는 리코팅 시간을 달성하며, 플로팅 레진으로 초기 레진 충전을 약 20% 수준으로 낮춰 비용과 리스크를 함께 줄이는 구성은 양산을 위한 SLA의 병목을 각각 기술적으로 해소합니다. 결국 현장에서 체감되는 것은 시간과 비용, 그리고 일관된 품질이며, 링크솔루션의 설계는 이 세 가지를 같은 방향으로 움직이도록 만들어져 있습니다.
SL시리즈는 글로벌 규모의 완성차 대기업 및 연구기관에 납품되어 사용하고 있는 만큼 고객의 까다로운 기준을 맞춰왔으며, 납품 이후에도 고객과의 긴밀한 협력을 이어오고 있습니다.
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Footnote
- 참고문헌 : 3D 프린팅 산업 활성화 방안 연구_한국과학기술정보연구원 2021 ↩︎
- CCD기반 보정 소프트웨어 : 기존 평면판 사용 대비 동일한 정밀도 및 오버랩 구간 Align 자동 교정 ↩︎
- 리코팅 : 레이저로 한 층을 경화한 후, 조형판이 내려가면서 블레이드·롤러 등이 움직여 표면에 새로운 액상 레진을 얇게 펼쳐 주는 과정이 리코팅입니다. ↩︎
- 레진 : 레진(Resin) 또는 수지(樹脂)는 사전적 의미로는 나무의 수액이나 그게 굳어서 만들어지는 고분자 중합체를 의미하며 현대에는 합성수지(synthetic resin), 즉 고무나 플라스틱을 일컫는 넓은 의미로 확장되었다. 3D프린터에서 쓰이는 레진은 광개시제(Photoinitiator)가 포함되어 있어, 빛(자외선)을 받으면 딱딱하게 경화한다. 광개시제는 자외선을 흡수하여 라디칼 또는 양이온을 생성시켜 중합을 개시하는 역할을 한다. 적층제조에는 쓰이는 광경화 소재의 조성물로는 에폭시계,아크릴레이트계 올리고머가 주로 사용된다. ↩︎
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