Formlabs 최초의 유연성 SLS 3D 프린팅 소재: TPU 90A

Formlabs은 당사 최초의 Fuse 시리즈 SLS 프린터용 소프트 터치 소재인 TPU 90A Powder를 선보이게 되어 무척 자랑스럽습니다. TPU는 SLS 3D 프린팅의 디자인 자유도와 내구성을 고무 소재의 높은 인열 강도 및 연신율과 접목하여 응용 분야의 새로운 가능성을 열어가고 있습니다. 

TPU 90A Powder 유연한 엘라스토머이며 다음과 같은 3D 프린팅 파트를 제작하기에 적합합니다.

• 피부 안전 웨어러블 기기 
• 신발 밑창, 부목, 보조기,보철물 
• 스포츠 용구 보호 장비
• 개스킷, 씰, 마스크, 벨트, 플러그, 튜브
• 패딩, 댐퍼, 완충 장치, 그리퍼

TPU 90A Powder를 귀사의 SLS 소재 라이브러리에 추가하면 Fuse 시리즈 프린터의 효율성, 경제성, 사용 편의성을 완전히 새로운 소프트 터치 SLS 파트의 인하우스 생산을 접목하여 시너지 효과를 누릴 수 있습니다. 20%의 리프레시 비율은 지금까지 개발해온 당사의 SLS 파우더 중 가장 낮으며 이로 인해 파트당 비용을 절감하고 값비싼 툴링 없이도 고무 프로토타입, 최종 사용 제품 및 제조 보조 도구를 제작할 때 값비싼 툴링을 거치지 않아도 됩니다. 

현재 전통적인 성형 워크플로와 기존의 파우더 베드 퓨전 3D 프린터를 포함하여 엘라스토머 파트를 제작할 방법은 아주 다양합니다. 성형의 기하학적 한계나 대형 산업용 3D 프린팅 솔루션 대다수의 비용과 복잡한 워크플로는 이들 워크플로에 방해 요인으로 작용합니다. Formlabs Fuse 시리즈용 TPU 90A Powder는 복잡한 기하학적 형상의 유연한 파트를 인하우스로 신속하게 제작하기에 좋은 솔루션입니다. 

Formlabs Fuse 프린터는 최초의 파우더 베드 용융 방식 3D 프린팅 시스템이며 단출한 설치 공간과 저렴한 가격대로 산업용 SLS의 성능을 이용할 수 있는 장비입니다. 지금까지 수천의 Fuse 시리즈의 구매 고객이 워크플로를 입증했으며 파우더 라이브러리를 확장해 나가는 작업은 Formlabs의 최우선 과제입니다. 경제적인 SLS 기술을 이용하면 규모가 작은 기업은 생산 수단에 대한 추진력과 통제력을 얻고 규모가 큰 기업은 제조 방법을 다각화하고 분산하여 공급망을 안정시킬 수 있습니다. Fuse 시리즈에 새롭지만 업계에 친숙한 소재를 도입하면 가장 강력하게 혁신을 이끌고 모든 분야에서 새로운 워크플로를 장려할 수 있습니다.

_{TPU 90A Powder는 당사의 SLS 파우더 제품군 중 강성이 가장 낮고 연성은 가장 높습니다.}

TPU 즉 열가소성 폴리우레탄은 엔지니어링, 디자인, 제조 분야에서 가장 흔히 사용되는 열가소성 엘라스토머에 속합니다. 이 고무와 유사하고 내구성 있는 소재는 스포츠 용품에서 의료 기기, 신발 밑창까지 어디에서나 찾아볼 수 있습니다. 

기존의 TPU 파트 제작에는 입증된 워크플로가 있으며 이들 워크플로는 고무 제품 대량 생산에 꼭 맞습니다. TPU 90A Powder를 Fuse 시리즈에서 프린팅함으로써 얻을 수 있는 장점은 신속 프로토타입, 주문형 제조 보조 도구, 맞춤형 제품을 제작할 때의 시스템 사용 용이성에 있습니다.

Fuse 시리즈를 사용하는 기업은 프로토타이 제작 능력을 자사 내에서 제어할 수 있으며 리드 타임은 단축하고 이전에 대행 업체나 기계 가공 업체에 지불하던 비용은 절감할 수 있습니다. 

예를 들어, 스포츠 헬멧의 프로토타입을 제작하려면 단단한 외피와 내부의 부드러운 쿠션까지 제작할 수 있는 능력이 필요합니다. 혁신적인 기업들은 이러한 쿠션에 새로운 격자 구조와 충격 방지 기술을 설계하기 위해 노력하고 있으며 TPU는 그런 용도에 완벽한 소재입니다. 

그러나 새로운 설계와 형상을 실험하려면 기존의 툴링 방법으로는 엄청나게 비싸서 접근하기가 어렵고 설계 외주 업체에 아웃소싱하는 데는 몇 주가 걸릴 수 있습니다. 단단한 외피와 부드러운 내부 쿠션을 제작하는 데 하나의 워크플로와 한 가지 유형의 기술을 사용할 수 있면 이러한 혁신 기업들이 훨씬 더 빠른 속도로 설계 변경을 반복할 수 있음을 의미합니다. 이 헬멧은 광범위한 물리적 테스트를 거쳐야 하므로 단일 회차 테스트에 10개의 쿠션 패드가 필요합니다. 그 정도의 물량은 쿠션 표면을 세심하게 손으로 제작하기에는 너무 크지만 기존 TPU 성형을 비용 효율적으로 이용하기에는 너무 작습니다. 해답은 인하우스 3D 프린팅에 있습니다. Fuse 시리즈 3D 프린터를 이용하면 TPU 90A Powder로 다양한 고무 격자 구조를 손쉽게 프린팅할 수 있으며 미세한 변형을 주어 각기 다른 디자인을 테스트할 수도 있습니다. 벽 두께 같은 파트 자체 디자인을 변경하여 서로 다른 응용 분야에 사용할 수 있도록 다양한 강도의 파트를 생산하거나 테스트 후에 설계 변경을 반복할 수도 있습니다. 

Fuse 시리즈의 워크플로는 기계적 성질이 광범위한 다양한 소재를 사용할 수 있으며 이들 소재를 전부 사내에 보관하고 하나의 기술로 다양한 구성품의 설계를 관리할 수 있습니다 . TPU 90A Powder는 기존의 신뢰받는 플랫폼에서 완전히 새로운 유형의 구성품을 3D 프린팅할 수 있는 소재로 가능성의 포문을 활짝 열어 젓혔습니다.

100년 이상 미국의 가정에서 신뢰하고 사랑해온 라디오 플라이어는 상징적인 Original Little Red Wagon®의 제작사이며 해당 제품은 장난감 명예의 전당에 오른 제품입니다. 라디오플라이어는 세계 최고의 승용 장난감 생산업체로서 대중문화의 선두 주자이자 모든 어린이의 크리스마스 선물 목록에서 일 순위를 차지해왔으며 이들이 생산해 온 왜건, 스쿠터, 세발자전거, 고카트, 전기 자전거를 비롯한 혁신적인 제품은 가족이 가는 곳이라면 어디서든 빠지지 않고 함께 즐길 수 있는 제품입니다. 

3D 프린팅은 라디오 플라이어의 개발 프로세스에서 큰 부분을 차지하며 TPU 90A Powder를 사용해 본 디자인 엔지니어 아고스티노 로벨로(Agostino Lobello)는 해당 소재로 제작한 프로토타입이 진정으로 최종 제품처럼 작동할 수 있다는 사실을 알게 되었습니다. 로벨로는 “제가 사용해 본 다른 3D 프린팅 TPE/TPU와 비교해 볼 때 하이그립의 표면 마감은 독특합니다. 그런 관점에서 사출 성형 TPE/TPU와 더 흡사하게 느껴지고 이점은 프로토타입 응용 분야에서는 획기적이죠. 현재 3D 프린팅을 제외한 이 프로세스에 대한 차선책은 프로토타입 도구에 실제 TPE 또는 기타 우레탄을 주입하는 것이므로 비용과 시간 모두 더 효율적인 방법입니다.”라고 비교합니다.

라디오플라이어는 최종 사용자인 어린이가 제품을 안전하고 실용적이며 즐겁게 사용할 수 있도록 광범위한 테스트를 거칩니다.실제 환경에서 프로토타입을 테스트할 수 있는 능력은 매우 중요하므로 설계 팀은 견고하고 마모를 견딜 수 있는 파트를 빠르게 반복 제작할 수 있어야 합니다. 로벨로는 "파트 자체로도 상당히 내구성이 있는 것 같습니다. 작동하는 프로토타입에 설치하고 인체 공학 및 사용성 피드백 테스트를 위해 집으로 보내도 문제가 없을 것입니다. 이 소재를 타이어 트레드, 핸드 그립, 범퍼, 시트 쿠션에 사용할 전망인 데다 특정 탄성률을 가진 TPE 스프링의 프로토타입 소재로 사용할 수 있다는 점에 몹시 기대됩니다”라며 사용 소감을 전했습니다.

귀사가 제조 분야의 기업에 속하지 않는다면, 제조 보조 도구의 유형 사이의 차이점을 알아 채기 힘들 수 있습니다. 그러나 지그, 브래킷, 인클로저를 이야기하든 기타 기계 장비를 한데 고정할 수 있는 수많은 공구 중 하나를 이야기 하든 그 공구가 정말 절실하게 필요할 때는 기본적으로 같습니다. TPU 90A Powder는 많은 제조업체가 직면한 문제, 즉 백만 달러짜리 제조 기술이 너무 많이 마모되는 것을 방지할 해결책이 될 수 있습니다. 

소프트 터치 제조 보조 장치는 특정 충격을 완충하거나 완벽한 모양의 그리퍼를 제공하여 중장비의 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 실이나 개스킷이 수년간의 반복 사용 후 찢어지면 작업자가 즉시 교체품을 프린팅할 수 있으며 새 파트가 도착할 때까지 며칠 또는 몇 주를 기다리지 않고도 몇 시간 만에 제조 라인을

가용 소재를 추가하면 제조 업체에는 보험과도 같이 작용하여 고장난 파트나 결함이 있는 장비로 부터 제조 업체를 보호합니다. 인하우스에서 더 많은 기계적 물성을 활용할 수록 공급망 지연과 OEM의 치솟는 수리 비용으로부터 자사를 보호할 수 있습니다. 고무로 된 3D 프린팅 파트를 사용하면 이제 완전히 새로운 장비 구성품 하위 집합체를 필요에 따라 수리하거나 교체할 수 있습니다. 공장 작업 라인이나 공정의 가동중지를 피할 수 있다면 하루에 수천 달러를 절약할 수 있습니다. 

TPU 90A는 자동차 및 항공 우주 업계의 테스트용 진동 댐퍼뿐만 아니라 형태가 고유한 파트의 열성형과 같은 산업 공정에 필요한 지그를 제작하는 데 사용할 수 있습니다. 자동차 공장에서는 대형 로봇 시스템이 구부리고 회전해야 하는 갠트리에서 작동합니다. 맞춤형 쿠션과 부드러운 인클로저를 사용하면 이러한 기계 사이의 마찰을 피하고 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다

스포츠, 패션 및 웨어러블 기술 산업에서 더 많은 시장 점유율을 확보하고자 하는 브랜드는 필수적으로 개인화 옵션을 제공해야 합니다. 진입 장벽이 낮은 3D 프린팅의 세계가 열리기 전까지는 툴링과 관련된 비용이 고가여서 소량 또는 일회성 생산은 거의 불가능했습니다. 더욱이 TPU 90A Powder가 출시되기 전까지는 3D 프린팅 소재 대부분이 스포츠 용품이나 웨어러블 시장에 사용하기에 너무 단단했습니다. 사람의 정확한 족적과 체중 분포에 맞게 맞춤화할 수 있는 신발 밑창부터 충격 방지용으로 설계된 축구 헬멧, 손목에 맞게 성형된 시계 밴드에 이르기까지 가능성은 무한합니다. 

TPU 90A Powder의 피부 안전성 품질과 Fuse의 워크플로는 직접 프린팅하는 웨어러블 제품에 마침내 사용자 맞춤형 옵션을 제공할 수 있게 됨을 의미합니다. 일부 명품 시계, 액세서리, 신발을 취급하는 브랜드는 모노그램이나 그래픽과 같은 개인화옵션을 제공하기는 하지만, 품목의 실제 형태와 모양을 맞춤화하는 데는 엄청나게 많은 비용이 듭니다. Fuse 시리즈 워크플로의 접근성과 피부에 안전한 TPU 90A Powder의 우수한 품질을 이용하면 웨어러블 산업에서 맞춤형 옵션을 제공할 수 있습니다.

Formlabs Medical은 모든 의료 시설이 치료를 개선하고 최상의 환자 경험을 제공하기 위해 최신 도구에 액세스할 수 있어야 한다는 신념을 품고 있습니다. TPU 90A Powder는 당사 비전의 다음 단계로, 업계를 선도하는 SLS 파우더 라인의 반열에 올랐으며 Fuse 시리즈 3D 프린터의 가치를 더하는 소재입니다.

내구성과 인성이 탁월한 TPU 90A Powder는 보철, 보조기, 환자 맞춤형 장치, 의료 기기 제작에 가장 적절한 소재입니다. 의료 전문가는 고무 소재의 우수한 인열 강도 및 파단 신율과 SLS 3D 프린팅의 디자인 자유도 및 내구성이 결합된 해당 소재로 새로운 기회를 얻을 수 있습니다. 

TPU 90A Powder는 유연한 엘라스토머로 다음과 같은 3D 프린팅 의료 파트를 제작하기에 적합합니다.

• 의료 기기 프로토타입 및 최종 사용 의료 기기 및 부품 

• 교정 패드 및 보철 라이너

• 웨어러블, 씰, 범퍼 및 튜브

• 부목, 두상 교정모 

• 선수용 및 교정용 인솔

다른 SLS 소재와 마찬가지로 TPU 90A Powder는 의료 전문가가 가장 비용 효율적인 인하우스 생산 방법에 활용할 수 있습니다. 사람의 정확한 족적과 체중 분포에 맞게 맞춤화할 수 있는 신발 밑창부터 충격 방지용으로 설계된 축구 헬멧, 손목에 맞춰 성형된 시계 밴드에 이르기까지 가능성은 무한합니다.

TPU 90A Powder는 단기간 피부 접촉을 대상으로 인증되었으며 피부에 직접 착용해도 안전한 것으로 간주할 수 있습니다. 그러나 기타 생체적합성 응용 분야에는 추가 테스트를 거치지 않았으며 프린팅한 파트가 의도한 용도에 적합한지를 확인하는 것은 제조업체의 책임입니다.

TPU 90A Powder는 Fuse  시리즈와 Fuse Sift 워크플로에 손쉽게 투입할 수 있습니다. 소재는 대기 환경에서 프린팅할 수 있으며 불활성 기체가 필요하지 않습니다. 또한 TPU로 제작된 파트는 Surface Armor(단단하게 굳은 파우더 파트 주변에 반소결 쉘 생성)를 사용하지 않으므로 아주 간단하게 여분의 파우더를 제거할 수 있습니다. TPU 90A Powder에는 Surface Armor기술을 이용하지 않지만 미디어 블라스팅으로 파트에서 여분의 파우더를 깔끔하게 제거하여 보다 깨끗하고 작업하기 쉬운 소재로 이용하시기를 권장해드립니다.

전용 Fuse, Sift, 빌드 챔버를 사용하시는 편이 좋지만 기존의 Fuse 프린터로도 당연히 TPU 90A Powder 소재를 사용하실 수 있습니다.

귀사가 처음으로 제품을 시장에 출시하려는 중소기업이거나 지난 몇 년간의 공급망 혼란으로부터 자사를 보호하려는 대기업이라 할지라도 고성능 3D 프린팅을 사내에 도입하면 비용이 절감되고 안정성이 향상됩니다. TPU 90A Powder와 같은 소재는 새로운 응용 분야와 완전히 새로운 비즈니스 모델을 열어 이러한 이점을 몇 배로 증폭합니다. 신뢰성을 위해 대량 생산해야 했던 소프트 터치 파트를 이제 손쉽게 사용 가능한 장비에서 일관되게 3D 프린팅할 수 있습니다.

소재는 디자인과 제조의 새로운 방식을 열고 재구상하는 열쇠입니다. TPU 파트는 우리 주변 어디에서나 찾아 볼 수 있으며 입증된 성능과 결합된 강력한 Fuse SLS 워크플로를 통해 모든 산업 분야에서 혁신을 이끌게 될 것입니다.