3D 프린팅 결과물은 투박해 보일 수 있지만 밀링 및 기계 가공을 견딜 수 있을 만큼 튼튼합니다.
MIT의 연구원들은 해상도는 제한적이지만 속도가 빠르며 기존의 금속 인쇄 방식에서 볼 수 있는 뒤틀림과 갈라짐을 방지할 수 있는 새로운 기술인 액체 금속 인쇄(LMP)를 개발하여 발표했습니다. 몇 분 만에 의자와 테이블의 프레임을 제작하여 이 기술을 시연했습니다.
연구원들은 다양한 응용 분야에 필요한 구조를 충분히 안정적으로 인쇄할 수 있는지 확인하기 위해 LMP 방법을 사용했습니다. 물론 이러한 3D 프린터가 대량 생산되어 여러 산업 분야에서 사용되기까지는 미세 조정이 필요할 것입니다. 하지만 이 3D 프린터는 용도에 맞게 충분히 신뢰할 수 있다는 것을 보여줍니다.
이 3D 프린터는 고철 조각이 될 수 있는 알루미늄을 녹이는 용광로가 있고, 녹은 금속을 도가니에 저장하여 사용할 수 있도록 준비합니다. 그런 다음 기계는 열을 흡수하는 100마이크론 유리 구슬로 만든 모래와 같은 표면 아래에 사용자가 원하는 모양의 윤곽을 그려 금속을 응고시킵니다.
이 과정에서 온도 컨트롤러는 노즐 팁을 통해 부어질 때까지 섭씨 700도의 일관된 온도를 유지합니다. 프린팅이 완료되면 녹은 알루미늄은 빠르게 냉각되어 형태를 갖추고 제거하여 추가 가공할 준비가 됩니다. 출력된 알루미늄을 필요에 따라 밀링 및 드릴링하면 조립 및 사용 준비가 완료됩니다. MIT 연구진은 아래 동영상에서 테이블과 의자의 프레임이 인쇄되는 전체 과정을 보여줍니다.
이 연구는 자동차 부품 제조업체인 아이신 그룹, 아마다 글로벌, 미국에 본사를 둔 가구 회사 에메코가 자금을 지원했습니다. 각 분야의 기업들이 해당 산업에 큰 도움이 될 수 있는 이러한 프로젝트에 자금을 지원하는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
알루미늄은 여러 번 재활용할 수 있기 때문에 이 방법을 사용하여 프로토타입을 만들 수도 있습니다. 또한 LMP 공정을 사용하면 다양한 두께로 인쇄할 수 있으므로 제품을 인쇄한 후 밀링 및 보링 공정에 필요한 충분한 내구성을 제공합니다.
왜 알루미늄인가?
이 연구 논문은 이 방법의 주된 목적이 건축 분야라고 설명하지만, 적절히 개발되고 적용된다면 많은 분야에 적용할 수 있습니다. 항공우주 산업과 자동차 산업은 특히 프로토타입 제작에 있어 대표적인 예입니다. LMP는 제조 과정에서 알루미늄 소재를 스크랩으로 거의 또는 전혀 낭비하지 않으며, 특히 분말 금속 등을 사용하는 다른 방법과 비교했을 때 최종 제품의 강도와 결합하면 그 매력은 더욱 커질 것입니다.
현재 3D 프린팅은 필라멘트 대신 음식이나 레진과 같은 다양한 재료를 사용하기 때문에 금속 3D 프린팅도 언젠가는 가정용 애호가 시장에 진출할 수 있다고 생각하면 좋을 것입니다. 하지만 이 방법은 용융 알루미늄을 담는 용광로가 필요하기 때문에 최적화 및 간소화 작업을 거친 후에 소규모 비즈니스에서 사용될 가능성이 더 높습니다.
