[3D 프린팅] 3D 프린팅 속도 100배 빨라지다 3D 프린팅

  150317104131-large.jpg » 새로운 3D 프린팅 방식은 액체 수조에서 물체를 건져 올리는 것처럼 보인다. 유튜브 화면 갈무리.

 

영화 터미네이터의 액체금속 로봇에서 영감

 

영화 터미네이터 2’에는 액체 상태에서 순식간에 휴머노이드로 변신하는 액체금속 로봇 ‘T-1000’이 등장한다. 이 액체금속 로봇에서 영감을 얻어, 액체 상태의 물질을 곧바로 원하는 형태의 물체로 만들어주는 3D프린팅 기술이 개발됐다.

미 실리콘밸리의 신생기업 카본3D(Carbon3D)는 지난 16일 과학저널술 <사이언스>에 발표한 논문을 통해 기존 방식보다 25~100배 빠르게 물건을 찍어내는 3D 프린터를 개발했다고 밝혔다. 노스캐롤라이나주립대 화학공학과 교수인 조지프 드시몬(Joseph M. DeSimone)은 현재 카본3D사의 최고경영자(CEO)이다.

 

1710.jpg » CLIP 방식 3D 프린터 구조도.

 

층층이 쌓는 게 아니라, 한꺼번에 찍어 올려

 

지금의 3D 프린팅 방식은 분말이나 겔 형태의 재료를 빛이나 열을 가해가면서 한 층씩 쌓아 굳히는 방식으로 제품을 만든다. 그러나 이 방식은 공장형 대량 생산 방식에 비해 속도도 느리고 비용도 더 많이 든다.

이번에 개발된 기술은 액체 수조(배지) 안에서 빛(자외선)과 산소를 이용해 물체를 찍어내듯 만들어내는 방식이다. 산소는 액체가 굳지 않게 하고, 반대로 자외선은 액체를 고체로 굳히는 역할을 한다. 액체가 담긴 수조의 바닥에는 자외선과 산소를 통과시키는 거울이 있다. 이 거울을 통해 자외선과 산소를 적절히 조절하면서 액체를 특정한 모양의 고체로 만들어가는 것이다. 연구진은 이 기술에 클립(CLIP=Continuous Liquid Interface Production)이라는 이름을 붙였다. 문자 그대로 해석하면 연속 액체 계면 생산방식이다. 동영상을 보면 물건이 얇은층의 액체에서 점차 솟아오르는 것처럼 보인다.

 

1711.jpg » CLIP 방식과 기존 방식의 속도 비교.

 

공장형 대량생산 방식과도 견줄 만한 속도

 

연구진은 층층이 쌓지 않고 한꺼번에 찍어내는 방식이기 때문에 속도가 아주 빨라서 기존 대량생산 방식과도 경쟁이 가능하다고 말한다. 이 기술을 적용해 지름 2인치의 물체를 만드는 데 걸린 시간은 6.5. 연구진은 기존 SLA 방식에선 11.5시간, SLS 방식에선 3.5시간, 가장 인기있는 FDM 방식(필라멘트를 녹여 노즐을 통해 분사하면서 층층이 쌓아가는 방식)으로도 3시간이 걸리는 것과 비교할 때, 엄청난 시간 단축이라고 설명했다.

연구진은 또 이 방식으로 생산된 제품의 오차 범위가 피부세포 크기 수준인 20마이크로미터에 불과할 정도로 정밀도가 높다고 밝혔다.

 

1712.jpg » CLIP방식과 기존 방식으로 만들어진 물체의 표면을 비교한 것. CLIP 방식이 훨신 더 매끄러운 걸 알 수 있다.

 

드시몬 교수는 16일 캐나다 밴쿠버에서 열린 테드(TED) 강연회에서 우리는 3D 프린팅 기술에 대한 모든 관점을 다시 생각함으로써 새로운 기술을 개발할 수 있었다고 말했다.

논문 공동저자인 리마 자누스지에위츠(Rima Janusziewicz)와 애쉴리 R. 존슨(Ashley R. Johnson)은 이 기술을 약물전달 등의 분야에 응용하기 위해 연구를 하고 있다.

  

 

드시몬 교수는 우리는 CLIP 기법을 이용해 기존 기술로는 불가능했던 것이 가능해질 것으로 기대한다. 예를 들어, 특정 환자에게 맞는 맞춤형 심장 스텐트 같은 걸 만들 수 있다. 몇년 안에 맞춤형 관상동맥 스텐트, 치아 임플란트, 의족, 의안, 의치 등의 인공기관 등을 3D 프린팅으로 제작하는 일도 불가능한 일은 아니라고 생각한다고 말했다.

클립 기술은 유엔이 정한 세계 빛의 해’(International Year of Light and Light-Based Technologies)2015년을 맞아 발표된 성과라는 점에서 더욱 특별한 의미를 갖는다.

 

출처

http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150317104131.htm

http://www.ciokorea.com/news/24484

http://www.washingtonpost.com/news/speaking-of-science/wp/2015/03/16/this-new-technology-blows-3d-printing-out-of-the-water-literally/

http://phys.org/news/2015-03-revolutionary-3d-technology.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_content=splt-item&utm_campaign=daily-nwletter

 

http://www.nanowerk.com/news2/gadget/newsid=39444.php?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+NanowerkGadgetsNews+%28Nanowerk+3D-Printing+and+Gadgets+News%29

 

http://www.technologyreview.com/news/535881/high-speed-3-d-printing/?utm_campaign=newsletters&utm_source=newsletter-weekly-materials&utm_medium=email&utm_content=20150318

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=255415&cont_cd=GT

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑2015-03-20

2. 원문정보: Story Source: The above story is based on materials provided by University of North Carolina at Chapel Hill. The original article was written by Thania Benios, Office of Communications and Public Affairs; and Crista Farrell, Research Group of Prof. Joseph DeSimone, Department of Chemistry and Lineberger Comprehensive Cancer Center. Note: Materials may be edited for content and length.

3. 참고문헌: J. R. Tumbleston, D. Shirvanyants, N. Ermoshkin, R. Janusziewicz, A. R. Johnson, D. Kelly, K. Chen, R. Pinschmidt, J. P. Rolland, A. Ermoshkin, E. T. Samulski, J. M. DeSimone. Continuous liquid interface production of 3D objects. Science, 2015; DOI: 10.1126/science.aaa2397

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