더 크게, 더 빠르게, 더 안정성 있게: Form 4L의 기반 기술

이번 봄, 차세대 Low Force Display™(LFD) 프린트 엔진으로 성능을 확보한 Form 4의 섬광 같은 속도와 탁월한 정확도가 파문을 일으켰습니다. Form 4는 이 차세대 Low Force Display™(LFD) 프린트 엔진 덕분에 업계의 성능 표준을 재정의했으며 타의 추종을 불허하는 안정성과 프린트 속도, 프린트 품질, 치수 정확도에 소재의 다양성까지, 모든 것을 갖추게 되었습니다.

저희는 이 획기적인 기술을 똑같이 적용하여 최대 35.3 × 19.6 × 35.0 cm에 달하는 파트를 프린트할 수 있는 대형 포맷 프린터로 Form 4L를 제작했습니다. 대형이지만 정확도가 우수하고 속도도 빨라서 물량이 큰 생산에도 문제 없는 Form 4L을 소개합니다.

최초의 접근성이 우수한 대형 포맷 레진 3D 프린터는 Form 3L이었지만 사용자들은 시간을 잡아 먹는 프린트 시간, 개발과 생산에 발생하는 지연 같은 문제를 겪어야 했습니다. 저희는 Form 4L을 개발하면서 이런 페인 포인트를 해결하여 대형 파트를 프린팅하면서도 섬광처럼 빠른 속도와 안정성, 비용 효율성을 확보했습니다. 이제 프로젝트 속도를 결정하는 것은 장비가 아니라 팀의 작업 속도가 되었고 물론 이것은 전적으로 Form 4에서 기대해 왔던 것과 동일한 Form 4L의 직관적인 워크플로와 소재의 다양성, 품질의 뒷받침이 있기 때문입니다.

Form 4L은 마스크형 광경화성 수지 조형(MSLA) 3D 프린터로, LCD 화면으로 선택적으로 덮거나 가린 광원을 프린트물의 전체 층에 노출시켜 경화시키는 광중합 공정을 일으키는 장비입니다. 이런 공정을 거치면 프린트 속도가 대폭 개선되지만 그 대가로 표면 마감 품질, 안정성, 해상도, 하드웨어 수명에는 저하가 자주 발생합니다. Form 4L의 기술로 이런 문제가 해결된 지금은 대형 파트를 빠르고 안정적으로 생산하면서 미세한 디테일과 정확성, 매끄러운 표면 마감도 놓치지 않고 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있습니다.

Form 4L은 LFD 프린트 엔진을 기반으로 구축되었으며, 그 핵심에는 초고강도 광원인 145개의 LED와 시준 렌즈로 구성된 백라이트 장치가 있어 광도 16 mW/cm2의 빛을 조사합니다. 여기에서 빛은 Light Processing Unit(LPU) 4L을 통과하면서 일련의 편광판, 광학 코팅, 맞춤형 LCD 스크린을 이용해 프린팅하게 될 레이어의 형태를 띠게 되고 최종적으로 빌드 플랫폼 내 어느 곳에서나 프린트 품질과 정확도가 균일하게 우수하고 프린트 속도는 섬광처럼 빨라집니다. 

The LPU 4L은 장기 수명과 프린팅 안정성을 염두에 두고 설계 및 제조되어 교체 전까지 소재와 레이어 높이에 따라 총600,000~1,900,000 레이어를 프린팅할 때까지 일관성 있는 퍼포먼스를 확인할 수 있습니다. LPU 4L은 필요 시 빠르고 쉽게 교체할 수 있습니다. 

광경화성 수지 조형(SLA) 3D 프린터인 Form 3L은 각 형태를 추적하는 데 레이저를 사용합니다. MSLA와 LFD 방식으로 이동한 Form 4L은 속도가 섬광처럼 빠르지만 프린트물의 품질에는 저하가 전혀 없습니다. 

여기에서 Form 4 시리즈 프린터의 기반이 되는 기술을 자세히 확인할 수 있습니다.

Form 4L는 프린트 속도가 Form 3L의 2~4배이며, 빌드 볼륨은 13% 넓어졌고 6% 더 긴 파트를 프린팅할 수 있습니다. 이는 이전에 여러 조각으로 프린팅해서 조립해야 했던 파트를 이제 온전히 하나로 프린팅할 수 있다는 의미입니다. 또, 빌드 한 번에 작은 파트를 더 많이 패킹할 수 있어 처리량이 늘어난다는 의미이기도 합니다.

Form 3L도 이미 대형 포맷 FDM 3D 프린터보다 속도가 빠르지만 Form 4L의 기술 혁신은 Form 3L의 속도를 크게 앞지릅니다. Form 4L을 이용하면 인기있는 FDM 프린터에는 너무 커서 들어갈 수 없는 파트를 프린팅할 수 있고 더 큰 수량을 일괄 프린팅하여 생산량을 확대할 수도 있습니다. 이때 프린트 작업은 대부분 6시간 미만이면 완료할 수 있습니다. 같은 파트를 다른 3D 프린팅 공정으로 제작하려면 최소한 밤새도록 프린팅해야 하고 며칠에 걸쳐 프린팅하는 것도 흔한 일입니다.

프린트 시간과 비용은 파트 형상, 소재, 레이아웃, 방향, 레이어 높이에 따라 달라집니다. 그렇지만 Form 4L에 탑재된 LFD 프린트 엔진을 이용하면 비슷한 파트들을 프린팅할 때 프린트 시간을 대폭 단축할 수 있습니다. 더욱이 Form 4L은 빌드 플랫폼이 크고 프린트 볼륨이 넓어서 이전에는 2회에 나눠서 프린트해야 할 분량을 한 번에 해결하고 여러 조각으로 프린트한 것들을 조립하는 데 드는 마감 시간을 절약할 수 있습니다.

속도감 있는 프린트 작업은 혁신을 견인하지만 이것은 프린트에 성공했을 때의 이야기입니다. 프린팅 작업에 실패하면 시간은 낭비되고 레진 폐기물은 발생하며 워크플로는 중단됩니다. 대형 포맷 3D 프린팅에서는 이런 문제가 더욱 악화되는데, 이는 빌드 크기가 클수록 실패할 가능성도, 실패로 발생하는 비용도 더 크기 때문입니다.

대형 파트를 프린팅하는 작업은 더 어렵습니다. Form 3L의 사용자 피드백은 대부분 가장 큰 단점으로 안정성을 꼽았습니다. Radio Flyer의 아고스티노 로벨로(Agostino Lobello) 씨는 “Form 3L에는 부족한 점이 많았지만 Form 4L은 정확성, 속도, 안정성이 모두 향상되어 믿고 사용할 수 있습니다. 앞으로도 오랫동안 Form 4L만 사용하게 될 것 같습니다.”

Form 4L의 기술적 진보는 안정성 문제를 직접 해결했습니다. 베타 테스터도 당사의 엔지니어도 수백 개의 프린트물로 테스트하며 Form 4L을 한계치까지 가동했습니다. LFD 프린트 엔진 외에도 Form 4L 내부 시스템은 모두 빠르고 정확하고 안정적인 프린트물을 얻을 수 있도록 작동합니다. 

안정성의 시작은 공장입니다. 공장에서는 60점 보정과 품질 관리 검사를 거치기 때문입니다. 프린팅을 시작하면 Form 4L 내부의 시스템과 스마트 센서가 프린트물의 편차를 줄이고 품질을 향상할 목적으로 작동합니다. 6가지 통합 센서는 레진 온도와 레진 수위, 프린트 포스와 프린트 상태까지 정밀하게 제어합니다. 적외선 온도 감지와 더불어 고속 열전도 레진 가열 기능으로 레진을 25~45 °C까지 자동 가열할 수 있습니다. 온도는 소재에 따라 달라집니다.

기계적으로 결합된 믹서는 빠르고 안정적이어서 점도가 높은 레진도 혼합할 수 있고 고성능 소재도 활용할 수 있습니다. 안정성과 속도가 향상된 카트리지 디스펜서는 프린트 도중 멈춤을 방지하여 예상 시간 안에 중단 없이 프린팅할 수 있습니다. 

Z-축 포스 센서는 다양한 소재와 형상을 프린트할 때 프린트 속도와 프린트 품질 자동 최적화합니다. 통합된 카메라를 이용하면 어디서든 프린트물을 모니터링할 수 있을 뿐 아니라 예방적 유지 관리 알림도 활용할 수 있어 Form 4L을 안정적으로 구동할 수 있습니다.

Form 3L을 이용하면 다양한 소재 카탈로그를 활용하여 SLA 3D 프린팅의 뛰어난 표면 마감을 갖춘 대형 파트를 프린팅할 수 있습니다. 저희는 대형 파트 프린트 시간을 근무일 이내로 단축하는 한편, 사출 성형 파트에 견줄 수 있는 마감을 얻을 목적으로 대형 포맷 프린터인 Form 4L을 다시 디자인하고 설계했습니다.

Form 4L의 신기술을 이용하면 23종이 넘는 선도적 Formlabs 소재를 활용할 수 있으며, 여기에는 우수한 성능, 깊이감 있는 색상, 선명한 피처, 빠른 프린팅을 염두에 두고 업데이트한 신규 레진 6종이 포함되어 있습니다. Formlabs의 생체적합성 레진을 프린트해 보세요. Form 4BL에서 37종이 넘는 소재를 활용할 수 있습니다.

차세대 레진 카트리지의 충전 속도는 5~10배 더 빠른데(재료 점도에 따라 다름) 이는 프린트 작업을 더 빨리 시작할 수 있음을 의미합니다. 또한, 신규 레진 카트리지는 폐기물을 63% 감축하고 보관 공간을 30% 덜 차지하도록 설계되었습니다. Form 3L에서처럼 Form 4L에서도 Resin Pumping System(RPS)을 이용하여 프린터에 레진 5L 분량을 공급할 수 있고, 결과적으로 카트리지 교체 빈도는 축소하고 레진 할인 혜택도 이용하여 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.  

프린트물이 대형이라고 해서 반드시 비용도 많이 드는 것은 아닙니다. Form 4L용 일반 용도 레진은 Form 3D 프린터용 레진보다 30% 저렴하게 책정되었으며 레진 탱크 같은 소모품은 수명과 내구성이 더 우수하고, 교체가 필요할 경우에도 저렴하게 교체할 수 있습니다.

Form 4L로도 Formlabs의 개방형 에코시스템을 이용할 수 있습니다. Open Material Mode(OMM)을 이용해 서드 파티 소재를 프린트하거나 강력한 하드웨어와 섬세한 프린트 설정 편집기를 활용해 맞춤형 레진을 개발해 보세요. 연구자와 전문 사용자라면 이런 도구를 활용해 3D 프린팅의 경계를 넓히고 레진 개발과 응용 분야별 재료 특성을 발전시킬 수 있습니다. 

Formlabs 소재 라이브러리를 탐색하거나 무료 샘플 파트를 요청해 저희 레진의 품질을 직접 평가해 보세요. OMM을 구매하여 서드 파티 레진을 프린팅해 보셔도 좋습니다.

Form 4는 섬광 같은 프린트 속도로 정확도와 정밀도에 새로운 표준을 제시했습니다. Form 4L은 여기에서 한 걸음 더 나아가 MSLA 생산에서 잠재된 처리량을 혁신하고 파트 크기의 기준을 상승시켰습니다. 이제 6시간 안에 대형 파트를 프린팅할 수 있으므로 점심 식사 후에는 대형 프린트물을 손에 쥘 수 있고 다음날 아침이면 풀 빌드도 확인할 수 있습니다. 

지금 Form 4L를 구매하여 대형 파트를 섬광 같은 속도로 프린팅해 보세요. 웨비나에서 Form 4L를 자세히 알아보거나 영업팀에 문의하여 Form 4L로 귀사의 혁신을 가속할 방법을 상담해 보세요.