3D 프린팅 기술 비교: FDM 대 SLA 대 SLS

3D printing technology comparison - FDM vs. SLA vs. SLS

적층 제조 또는 3D 프린팅은 비용을 낮추고 시간을 절약하며 제품 개발을 위한 제조 프로세스의 한계를 뛰어넘습니다. 3D 프린팅 기술은 신속한프로토타입  제작 의  개념 모델 및 기능적 프로토타입에서부터 지그, 고정구 또는 제조에 있어서 완제품 수준 파트에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 다양한 솔루션을 제공하고 있습니다.

지난 몇 년간 고해상도 3D 프린터는 가격이 낮아지고 사용성이 개선되었으며 신뢰성이 높아졌습니다. 그 결과 3D 프린팅 기술은 이제 더 많은 기업에서 이용이 가능하지만 서로 경쟁하고 있는 다양한 3D 프린팅 솔루션 중에서 올바른 선택을 하는 것이 어려울 수 있습니다.

특정 응용 분야에는 어떠한 기술이 적합할까요? 어떤 재료가 이용 가능 할까요? 시작을 위해서는 어떤 장비와 교육이 필요할까요? 비용과 ROI는 어떻게 계산하나요 ?

본 기사를 통해 오늘날 가장 완벽하게 구축된 3가지의 플라스틱 3D 프린팅 공정인 FDM(용융 적층 모델링 방식), SLA(광경화성 수지 조형방식), SLS(선택적 레이저 소결 방식)에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

FDM과 SLA 3D 프린터 중 어떤 것이 적합할까요? FDM 대 SLA 비교를 확인해 보세요.

 

FDM vs SLA vs SLS video guide
동영상 가이드

적정 3D 출력 기술 방식 선택하는 방법 안내

어떤 3D 프린팅 기술이 가장 적합할지가 고민이신가요? FDM, SLA 및 SLS 기술을 비교하여, 3D 프린터를 구매하기 전에 고려해보시면 좋은 사항을 동영상으로 확인해보세요.

동영상 보기
Infographic: Compare plastic 3D printing processes: selective laser sintering (SLS), fused deposition modeling (FDM) and stereolithography (SLA).

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용융 적층 모델링(FDM) 방식

FDM(용융 적층 모델링) 방식은 FFF(융합 필라멘트 제조) 방식으로도 불리고 일반 소비자 시장에서는 가장 보편적으로 사용되는 3D 프린팅 공정 방식입니다. 취미용 3D 프린터의 출현에 힘입어 인기를 얻는 공정입니다. FDM 3D 프린터는 열가소성 필라멘트의 용융 및 압출을 통해 부품을 제작합니다.

FDM은 ABS, PLA 및 이들을 사용한 다양한 블렌드와 같은 다양한 표준 열가소성 수지와 함께 작동합니다. 해당 기술은 기본 개념 증명 모델 뿐만 아니라 일반적인 가공이 가능한 부품과 같은 간단한 부품의 신속하고 저렴한 프로토타이핑에 매우 적합합니다.

FDM 3D print example

FDM 부품은 레이어 라인이 육안으로 확인될 때가 많으며 복잡한 피처 주변에 부정확성을 나타냅니다. 해당 사례는 용해성 서포트를 가진 Stratasys uPrint 산업용 FDM 3D 프린터로 프린팅 되었습니다.

FDM은 SLA 또는 SLS 와 비교할 때 가장 낮은 해상도와 정확도를 가지며 복잡한 디자인이나 복잡한 형상이 있는 부품을 프린팅하는 데 최적의 옵션은 아닙니다. 화학적 및 기계적 연마 공정을 통해 고품질 마감 효과를 얻을 수 있습니다. 산업용 FDM 3D 프린터는 이러한 문제를 완화하기 위해 수용성 지지대를 사용하고 좀 더 다양한 엔지니어링 열가소성 레진을 제공하지만 가격이 만만치 않습니다.

FDM 3D printer part (left), compared to SLA 3D printer part (right).

FDM 프린터는 SLA 프린터(오른쪽)와 비교하여 복잡한 설계 또는 복잡한 기능을 가진 부품(왼쪽)에 대해 프린팅에 있어서 어려움을 겪을 수 있습니다.

광경화성 수지 조형 (SLA) 방식

광경화성 수지 조형 방식(SLA)은 1980년대에 발명된 세계 최초의 3D 프린팅  기술이었고 여전히 전문가들로부터 사랑받는 기술 중 하나입니다. SLA 레진 3D 프린터는 레이저를 사용하여 광중합(photopolymerization)이라는 프로세스를 통해 액체 레진을 경화 플라스틱으로 경화합니다.

광경화성 수지 조형 방식(SLA)의 작동 방식을 동영상으로 확인해 보세요.

SLA 부품은 모든 3D 프린팅 기술 중에서 해상도와 정확도가 가장 높고, 디테일이 가장 정교하게 표현되며, 표면 마감이 가장 매끄럽지만, SLA의 주요 이점은 다목적성에 있습니다. 소재 제조업체는 표준용, 엔지니어링용 및 산업용 열가소성 수지의 특성과 일치하는 광범위한 광학적, 기계적, 열적 특성을 가진 혁신적인 SLA 광중합체 수지 제형을 만들었습니다.

SLA 3D printed part

SLA 부품은 날카로운 모서리, 매끄러운 표면 마감 그리고 육안으로 최소한만 확인되는 레이어 선이 있습니다. 해당 사례의 부품은 Formlabs Form 3 데스크탑 SLA 3D 프린터로 프린팅했습니다.

SLA는 금형, 패턴, 기능성 부품뿐만 아니라 공차를 최소화하고 매끄러운 표면 마감이 필요한 고도의 세밀한 프로토타입을 제작하기에 최적인 옵션입니다. SLA는 엔지니어링, 제품 설계, 제조, 치과, 보석, 모델 제작 및 교육에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

Stereolithography
백서

광경화성 수지 조형 방식(SLA)의 데스크탑 3D 프린팅 소개

고해상도로 3D 모델을 구현할 수 있는 3D 프린터를 찾고 계십니까? 백서를 다운로드하여 SLA 프린팅이 작동하는 방식 및 엄청난 세부 묘사가 가능한 모델의 제작에 SLA 프린팅이 왜 널리 사랑을 받고 있는 3D 프린팅 프로세스인지 그 이유를 확인해보십시오.

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Form 3L Sample Part
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선택적 레이저 소결 (SLS) 방식

선택적 레이저 소결(SLS)은 강력하고 기능적인 부품을 생산할 수 있는 능력으로 인해 다양한 산업 분야의 엔지니어와 제조업체가 신뢰하며 산업 응용 분야에서 가장 일반적인 적층 제조 기술입니다.

선택적 레이저 소결 방식(SLS)의 작동 방식을 동영상으로 확인해 보세요.

SLS 3D 프린터는 고출력 레이저를 사용하여 폴리머 파우더의 작은 입자를 용융합니다. 용융되지 않은 파우더는 출력 중 부품을 지지하므로 전용 서포트 구조가 필요하지 않습니다. 따라서, SLS는 내부 형상, 언더컷, 얇은 벽 및 네거티브 형상을 포함하는 복잡한 형상에 이상적입니다. SLS 인쇄로 생산된 부품은 사출 성형 부품과 유사한 강도로 기계적 특성이 우수합니다.

SLS 3D printed part

SLS 부품은 거친 마감으로 처리되었으나 레이어 라인은 육안으로 확인이 거의 불가합니다. 해당 사례의 부품은 Formlabs Fuse 1 SLS 3D 프린터를 사용하여 프린팅되었습니다.

선택적 레이저 소결 방식을 위한 가장 기본적인 재료는 우수한 기계적 물성을 가진 널리 선호되는 엔지니어링 열가소성 수지인 나일론입니다. 나일론은 강하면서도 가볍고 유연할 뿐만 아니라 충격, 화학물질, 열, 자외선, 물, 먼지에 영향을 받지 않고 안정적입니다.

부품당 낮은 비용, 높은 생산성 및 기존 재료의 조합이 가능하여 SLS는 기능 프로토타입 제작에 있어서 엔지니어들에게 널리 사랑을 받고 있으며 제한된 실행 또는 교량 제조를 위한 사출성형을 위한 경제적인 대안이 되었습니다.

sls example 3d printed part
백서

선택적 레이저 소결 (SLS) 3D 프린팅 소개

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Fuse 1 Sample Part
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FDM, SLA 및 SLS 3D 프린팅 기술을 비교해 보세요

각각의 3D 프린팅 기술은 고유한 강점, 약점 및 요건을 가지며 다양한 응용 분야 및 사업 분야에 적합합니다. 다음 표에 몇 가지 주요 물성 및 고려 사항이 정리되어 있습니다.

용융 적층 방식 (FDM)광경화성 수지 적층 조형 방식 (SLA)선택적 레이저 소결 방식 (SLS)
해상도★★☆☆☆★★★★★★★★★☆
정확도★★★★☆★★★★★★★★★★
표면 마감★★☆☆☆★★★★★★★★★☆
처리량★★★☆☆★★★★☆★★★★★
복잡한 디자인★★★☆☆★★★★☆★★★★★
사용 편리성★★★★★★★★★★★★★★☆
장점낮은 비용의 소비자 기계 및 재료
단순하고 작은 부품을 빠르고 쉽게 제작
뛰어난 가성비
높은 정확도
매끄러운 표면 마감
신속한 프린팅 속도
기능적 응용 분야의 범위
강한 기능성 부품
자유로운 디자인
지지 구조가 불필요함
단점낮은 정확도
낮은 수준의 디테일
제한된 디자인 호환성
자외선에 장시간 노출 시 민감함거친 표면 마감
제한된 재료 옵션
응용 분야낮은 비용의 신속한 프로토타이핑
기본 개념 증명 모델
기능적 프로토타이핑g
패턴, 금형 및 툴링
치과 응용 분야
보석 프로토타이핑 및 주조 성형
모델 제작
기능적 프로토타입
쇼트런, 브릿지, 또는 맞춤형 제조
프린트 최대 출력최대 300 x 300 x 600mm(데스크탑 및 벤치탑 3D 프린터)최대 300 x 335 x 200mm(데스크탑 및 벤치탑 3D 프린터)최대 165 x 165 x 300mm(데스크탑 및 벤치탑 3D 프린터)
소재표준 열가소성 수지 - ABS, PLA 및 그 혼합물 등다양한 레진 (열경화성 플라스틱). 표준, 엔지니어링용(ABS 유사, PP 유사, 유연한, 내열성), 캐스터블, 치과용 및 의료용(생체 적합성) 소재다양한 레진 (열경화성 플라스틱). 표준, 엔지니어링용(ABS 유사, PP 유사, 유연한, 내열성), 캐스터블, 치과용 및 의료용(생체 적합성) 소재
교육빌드 설정, 기계 작동 및 마감과 관련한 간단한 교육 유지 보수에 대한 적당한 수준의 교육플러그 앤드 플레이. 빌드 설정, 유지 관리, 기계 작동 및 마감과 관련한 간단한 교육빌드 설정, 유지 관리, 기계 작동 및 마감과 관련한 적당한 수준의 교육
설비 요구사항에어컨이 설치된 환경 또는 데스크탑 기기를 위한 맞춤형 환기 장치를 권장합니다데스크탑 기기는 사무실 환경에 적합합니다벤치탑 시스템을 위한 적정한 수준의 공간 요건을 가진 작업장 환경
보조 장비용해성 지지대를 가진 기기용 지지대 제거 시스템(자동 선택), 마감 공구세척 스테이션 및 후경화 스테이션(모두 자동화 가능), 마감 공구부품 세척 및 재료 회수를 위한 후처리 스테이션

FDM, SLA 및 SLS 기술을 사용한 3D 프린팅 비용 및 ROI

궁극적으로 사업 분야에 최적화된 기술을 선택해야 합니다. 최근 몇 년간 가격이 큰 폭으로 하락했고 오늘날에는 세 가지 기술 모두를 컴팩트하고 저렴한 시스템에서 사용이 가능합니다.

3D 프린팅 비용계산은 초기 장비 비용에 머무르지 않습니다. 3D 프린팅 재료 및 인건비는 응용 분야와 생산 요건에 따라 부품당 비용에 큰 영향을 줍니다.

기술별 세부 내요은 다음과 같습니다.

용융 적층 방식(FDM)광경화성 수지 적층 조형 방식 (SLA)선택적 레이저 소결 방식 (SLS)
장비 비용저렴한 프린터와 3D 프린터 키트의 가격은 수백 달러부터 시작됨. 고품질의 중급 데스크탑 프린터는 약 $2,000부터 시작하며 산업용 시스템은 $15,000부터 시작됨전문가용 데스크탑 프린터는 $3,750부터, 대형 벤치탑 프린터는 $11,000부터, 대규모 산업용 기계는 $80,000부터 시작됨벤치탑 산업용 시스템은 $18,500부터 시작하며 기존 산업용 프린터는 $100,000부터 시작됨
재료 비용대부분의 표준 및 엔지니어링 필라멘트는 $50-$150/kg, 지지대 재료는 $100-200/kg대부분의 표준 및 엔지니어링 수지는 $149-$200/L나일론은 $100/kg. SLS는 지지 구조를 필요로 하지 않고 융합되지 않은 파우더의 재사용이 가능하여 재료 비용을 절감할 수 있습니다
노동력 니즈동 지지대 제거(용해성 지지대가 있는 산업 시스템의 경우 대부분 자동화가 가능합니다). 고품질 마감을 위해 오랜 후가공이 필요합니다세척 및 후경화(모두 대부분의 경우에 자동화 가능). 지지대 표시의 제거를 위한 간단한 후처리파우더 잔여분의 제거를 위한 간단한 세척
3d printing cost
인터렉티브

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3d printing technology comparison FDM printer vs SLA printer vs SLS printer

FDM, SLA 및 SLS 기술로 프린팅한 스키 고글 프레임의 프로토타입(왼쪽에서 오른쪽으로).

이번 글이 귀사의 응용 분야에 가장 적합한 3D 프린팅 기술을 찾는 데 도움이 되었기를 바랍니다. Formlabs에서 제공하는 다양한 교육 자료를 확인해보시고 새롭고 흥미로운 3D 프린팅 지식을 습득하 하세요!