소개글
"3d 프린터 교육 자료"에 대한 내용입니다.
목차
1. 3D 프린터의 개요
1.1. 3D 프린터의 개념
1.2. 3D 프린팅 기술의 역사와 발전
1.3. 3D 프린터의 종류
1.4. 3D 프린터의 활용 분야
2. 3D 프린팅 기술과 시장 현황
2.1. 3D 프린팅 기술 동향
2.2. 3D 프린팅 시장 규모와 주도기업
2.3. 국가별 3D 프린팅 R&D 동향
3. 3D 프린터의 활용 사례
3.1. 공업 분야
3.2. 의료 분야
3.3. 실생활 및 소비자 분야
4. 3D 프린터 기술의 장단점
4.1. 장점
4.2. 단점
4.3. 기술적 과제 및 한계
5. 3D 프린팅 산업의 발전 방향
5.1. 전통 제조 기술과의 보완
5.2. 특화 분야에서의 활용 확대
5.3. 비즈니스 모델 개발
6. 참고 문헌
본문내용
1. 3D 프린터의 개요
1.1. 3D 프린터의 개념
3D 프린터의 개념은 다음과 같다. 3D 프린터는 인쇄 기자재 중 하나로 3D 데이터를 적층식으로 출력하는 것을 말한다. 3D란 3차원 입체를 의미하며, 이는 기존의 2D 프린터가 종이나 사물 표면에 이미지를 그려내는 것과 달리, 입체적인 사물을 만들어 내는 방식이다. 1984년 미국의 발명가 찰스 홀(Charles W. Hull)은 3D 시스템즈사를 설립하고, 액체수지를 이용해 층층이 쌓아올리는 방식으로 출력물이 단단하게 만들어지는 자동화 기술의 특허를 받았다. 이것이 바로 광경화성 수지가 들어있는 수조에 레이저 빔을 주사하여 원하는 형태의 오브젝트를 프린트 하는 SLA(Stereo Lithography Appartus) 방식으로 불리는 3D 프린터의 시초이다. 즉, 3D 프린터는 3차원 데이터를 이용하여 플라스틱, 금속, 세라믹 등 다양한 재료를 한 층씩 적층하여 입체 물체를 제작하는 기기인 것이다.
1.2. 3D 프린팅 기술의 역사와 발전
3D 프린팅 기술의 역사와 발전은 오랜 기간에 걸쳐 점진적으로 발전해왔다. 1860년부터 1951년까지는 지형이나 입체를 나타내기 위해 왁스평면, 마분지, 사진 등을 쌓아올려 만드는 조각술로 시작되었다. 1946년 컴퓨터의 등장(Eniac)과 1952년 수치제어 공작기계(NC)의 개발(메사추세츠 공과대학)을 거쳐, 1960년대에는 상업용 레이저, 상업용 로봇 개발, 2D Wireframe 기반 모델링 등 3D 프린팅 관련 주변기술이 발전하였다.
이후 1970년대에는 3D Curve, 3D Surface 모델링이 등장하였고, 1980년대에는 3D Solid 모델링과 CAD/CAM의 보편화로 실제 3D 제작이 가능해졌다. 이러한 주변 환경의 발전으로 1980년대 후반에 3D 프린터의 태동이 시작되었다.
1984년 미국의 발명가 찰스 홀(Charles W. Hull)은 3D 시스템즈社를 설립하고, 액체수지를 이용해 층층이 쌓아올리는 방식으로 출력물이 단단하게 만들어지는 자동화 기술의 특허를 받았다. 이것이 바로 광경화성 수지가 들어있는 수조에 레이저 빔을 주사하여 원하는 형태의 오브젝트를 프린트 하는 SLA(Stereo Lithography Appartus) 방식으로 불리는 3D 프린터의 시초이다.
이후 1988년 스콧 크럼프(Scott Crump)가 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식을 상용화 하였는데, 이 방식은 지금까지 전세계적으로 가장 많이 판매된 방식으로 많은 개인용 3D 프린터 업체들이 채택한 기술이다. 1991년에는 SGC(Solid Ground Curing) 방식과 LOM(Laminated Object Manufacturing) 방식이 등장하였고, 1992년에는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식이 상용화되었다.
2000년대 후반 이후에는 3D 프린터 기술이 주목을 받기 시작하였다. 가트너, MIT, 맥킨지 컨설팅 등 유수 기관들이 3D 프린터 기술을 미래 유망기술로 선정하면서 시장 관심이 높아졌다. 또한 2D 프린터와 비교할 때 시제품 제작 시간과 비용 절감, 복잡한 형상 제작 등의 장점으로 인해 공업, 의료, 실생활 등 다양한 분야에서의 활용이 확대되고 있다. 이처럼 3D 프린팅 기술은 지난 수십 년간 꾸준히 발전해왔으며, 최근 그 활용 범위가 점차 확대되며 새로운 제조 혁신을 이끌어가고 있다.
1.3. 3D 프린터의 종류
3D 프린터의 종류에는 다음과 같은 것들이 있다.
첫째, 개인용과 산업용으로 구분할 수 있다. 과거에 3D 프린터는 제품 개발 시 디자인 오류를 초기에 찾아내 개발 기간과 비용을 절감하는 것을 목적으로 산업용으로 사용되었다. 그러나 최근 들어 관련 특허 만료와 오픈소스 기술 보편화로 인해 500만 원 미만의 간편한 개인용 장비들이 등장하고 있다. 둘째, ASTM(미국재료시험협회)에서는 3D 프린터 제조 공법에 따라 7가지로 분류한다. 재료 압출(Material Extrusion), 재료 분사(Material Jetting), 바인더 분사(Binder Jetting), 적층 조립(Sheet Lamination), 광중합(Vat Photopolymerization), 파우더 베드 융합(Powder Bed Fusion), 직접 에너지 증착(Direct Energy Deposition)이 그것이다. 이들은 사용하는 소재와 제작 방식, 장단점이 각기 다르다. 특히 파우더 베드 융합 방식은 고가의 장비와 재료 비용 등으로 인해 운용에 어려움이 있지만, 금속 등의 소재를 사용해 정밀한 제품을 만들 수 있다는 장점이 있다. 이처럼 3D 프린터의 다양한 분류와 특성들은 앞으로 기술 발전과 시장 확대에 따라 계속해서 변화할 것으로 예상된다"이다.
1.4. 3D 프린터의 활용 분야
3D 프린터의 활용 분야는 다양하며, 크게 공업, 의료, 실생활 및 소비자 분야로 구분할 수 있다.
공업 분야에서는 3D 프린팅 공정의 특성상 복잡한 형상을 구현할 수 있어 항공, 자동차 등 제품 개발에 활용되고 있다. 3D 프린터를 통해 시제품을 빠르게 제작할 수 있어 개발 기간과 비용을 크게 줄일 수 있다. 실제로 보잉(Boeing)은 비행기 조립에 사용되는 300여 개의 부품을 3D 프린팅으로 생산하고 있다. 또한 3D 프린팅은 부품의 경량화와 최적 설계를 가능하게 하여 효율성을 높일 수 있다.
의료 분야에서는 3D 프린터를 활용하여 환자 맞춤형 의료기기를 제작할 수 있다. 3D 스캐너로 환자의 신체 정보를 얻고, 이를 바탕으로 정확한 치수의 인공관절, 보청기, 인공 골격 등을 제작할 수 있다. 이를 통해 기존 방식에 비해 더욱 정밀하고 효과적인 치료가 가능해졌다. 실제로 ...
참고 자료
http://harmsen.blog.me/220626589003
http://blog.naver.com/zestybox/220637973448
http://blog.naver.com/noonaholdak/220394940850
IOT JOURNAL ASIA
지식경제부 및 한국디자인 진흥원에서 시행한 ‘디자인전략정보개발사업’ 디자인 트렌드 보고서
한국일보
박봉서, 『효율적인 멀티 모듈형 3D프린터 디자인 개발에 관한 연구』, 2015, 홍익대학교
조병철, 『3D 프린터를 활용한 부산 캐릭터 상품 제작의 효율성 연구』, 2014, 신라대학교
계측및신호처리/강의록
역공학, http://designfolder.co.kr/reverse-engineering
EzScan , http://cadgraphics.co.kr/hwsystem/upload/HWeasyscan.PDF
3D Print, http://story.pxd.co.kr/810#1-2
3D 프린팅 스타트업/김영준/라온북
리버스엔지니어링 역분석 구조와 원리/박병익, 이강석 공저/지앤선
글로벌 3D 프린터산업 기술 동향 분석(곽기호 외, 기계저널 Vol. 53, 2013. 10.)
3D 프린터 부상과 창조경제 접목방안(최유찬, BDI포커스, 2014. 03.)
3D 프린팅 산업 집중 육성으로 부산 제조업 재도약 계기 삼아야(장정재, 부산발전포럼, 2015. 05.)
3D 프린터의 종류와 활용 실태(신영문, 고분자 과학과 기술 제26권 5호, 2015. 10.)
3D 프린터의 활용 및 현황 고찰(최은지, 한국컴퓨터정보학회 하계학술대회 논문집 제21권 제2호 (2013. 7)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11