교육용 3D 프린팅 가이드

3D printer farm with Form 3 and Form 2 stereolithography (SLA) printers

의료, 항공 우주, 엔지니어링, 제조, 엔터테인먼트 거의 모든 산업 분야의 전문가들이 3D 프린팅에 대한 투자를 계속 늘리면서 기술은 우리 일상 생활의 전에 없이 부분을 차지하게 되었습니다. 많은 교육 프로그램에서 이를 인식하고 3D 프린팅을 커리큘럼에 끼워 넣었지만 적층 제조를 교육 프로그램에 광범위하게 통합하려면 교육 분야에서 얻을 있는 3D 프린팅의 많은 이점에 대한 인식이 높아져야 합니다

다음 가이드에서는 학생 참여 협업 개선에서 인력 개발, 다학제적 사고 패턴, 창의성 강화에 이르기까지 교육에서 3D 프린팅의 이점에 대해 논의하고 현존하는 기술과 기술 선택에 관해 다뤄보겠습니다.

교육 분야에서 얻을 수 있는 3D 프린팅의 장점

실습 수업으로 학생 참여도 향상

students learn about different types of 3D printing

초등 학교에서 대학원 대학 프로그램에 이르기까지 3D 프린팅은 교육자가 학습자의 적극적인 참여를 장려하기에 좋은 방법입니다. 다양한 학습 스타일과 각양각색의 교수법의 효과에 대한 연구가 풍부하지만, 종래의 교육 방법은 상당 부분 여전히 읽기 자료의 기계적인 암기에 의존합니다. 3D 프린팅을 이용하면 학생들이 미리 프린팅한 교구를 물리적으로 조작하거나 스스로 도구를 설계함으로써 학생들이 주제를 숙지할 있습니다

특히 중학생 수준이라면 교실에서 3D 프린팅을 이런 식으로 실습하면 학생 간의 친목과 참여도를 개선하는 도움이 됩니다. Formlabs 기술 교육에 중점을 매사추세츠 도체스터의 공립 고등학교인 Tech Boston Academy 제휴하여 이론을 실행했습니다. 13 간의 교육 과정은 Formlabs 직원이 수업에서 실습 과정을 진행하여 학생들이 도구를 설계, 모델링, 3D 프린팅하는 "해커톤"으로 막을 내립니다. 학생들은 문제를 해결하여 CAD 기술로 솔루션을 개발한 다음 Formlabs 3D 프린터로 아이디어를 실현할 있었습니다. 학생은마음 속으로 그리던 물체를 내가 잡거나 만져볼 있는 실물로 구현하는 능력 즐길 있어 가장 좋았다고 합니다.

Hackathon participants from Tech Boston Academy at the Formlabs Experiential Hub 3D Printing Farm

Boston Tech Academy Formlabs Experiential Hub FormEd 프로그램 참가자

청소년기의 이러한 대면 상호 작용은 이들이 청년으로 성장하는 중요한 밑거름이 됩니다. 그러나 오늘날의 교육 환경에서는 대면으로 교육할 없습니다. 3D 프린팅을 이용하면 학생 각자가 필요한 실습 도구에 액세스할 있으며 교사는 필요한 때에 이들 도구를 변경하거나 추가로 프린팅할 있습니다. “우리 커리큘럼에는 물리적 실체가 필요합니다. 장비, 제작 도구, 레이저 커터가 필요해요. 팬데믹을 겪으며 생긴 손실 가지가 모델과 물체를 물리적으로 많이 다뤄볼 없다는 사실이었어요." 켄터키 대학교(University of Kentucky) 건축학과 교수인 마이클 실버(Michael Silver) 이렇게 밝히고 있습니다. 이전에 대학 연구실에서 Formlabs 3D 프린터를 사용한 경험이 있던 실버 교수는 Form 2 집으로 가져와 학생들이 전송한 STL 파일을 프린팅하여 수업 최종 평가에서 함께 토론했습니다. 실버 교수는 "격리 기간에도 물리적 물체를 계속 만들 있었습니다. 모든 사람이 Zoom 통해서만 만나고 원격 학습을 하는 격리 기간 중에도 3D 프린팅으로 프로토타입을 물리적으로 구현할 있었습니다.”라고 소감을 밝혔습니다

어느 나라에서든 치과 대학 진학 비용은 비쌉니다. 일부는 치과 학생들이 학습해야 하는 고도로 전문화된 도구의 비용이 차지합니다 터키 차낙칼레 온세키즈 마트 대학(COMU) 굴사 우술루(Gülşah Uslu) 박사는 비용 절감과 학생들간 공유 보다는 각자 사용할 도구 세트 조달을 위한 방편으로 3D 프린터를 사용하기 시작했습니다.

일반적으로 치대 학생들은 치과 병원의 감독 하에 환자를 치료하기 전에 실습 교육 프로그램을 거칩니다. 교육은 인조 해부학 모델이나 발치한 치아를 대상으로 진행하는 모두 고가이며 조달하기가 어렵습니다. 우술루 박사는 3D 프린팅으로 우회하여 13,000 이상의 해부학적으로 정확한 치아 모형을 제작, 중단 없이 실습 교육을 받을 있게 했고 학생 개인이 디지털 학습 모듈에 의존하거나 동급생과 공유하지 않아도 되었습니다. 우술루 박사는 수준 높은 교육을 계속할 있고 학생들은 개인화된 학습 도구에 집중할 있어 지식 보유 능력과 참여도를 증진할 있었습니다.

3D printed teaching aids

Formlabs 리셀러인 비테크 이노베이션(BTech Innovation) 13,000 개의 해부학적으로 정확한 교수 도구를 프린팅했습니다.

향후 직업을 위한 전문성 개발

실습은 모리슨 공과 대학(Morrison Tech) 프로그램의 주요 철학이며 회사는 지역 업계 리더와 협력하여 실용적이고 경험에 기반한 커리큘럼을 제공하는 프로그램입니다. 모리슨 공대의 학장인 크리스 스콧(Chris Scott) 3D 프린팅을 기존 제조 공정을 가속할 방법으로 보고 있으며 학생이 오늘날 수업에서 3D 프린팅 방법을 배우는 학생과 언젠가 그들이 속하게 회사 모두에게 도움이 된다고 생각합니다. 스콧 학장은 "[3D 프린팅을 이용하면] 사물을 명확하게 보고 문제가 발생할 있는 부분 또는 고객이 긍정적으로 받아들일 부분과 그렇지 않은 부분을 확인할 있습니다."라고 흡족한 감정을 드러냈습니다. "부차적인 목표는 제품을 보다 빠르고 공격적으로 시장에 출시하는 것입니다. 적층 제조가 시장에서 빛을 발하기 시작하는 지점이죠. 우리는 설계 주기를 단축할 있습니다."

스콧 학장이 생각하듯 3D 프린팅을 이용한 실습에 참여하는 학생들은 디지털 매체로만 작업할 때보다 훨씬 빠르게 작업 중인 문제를 식별할 있습니다. 모리슨 공대가 년간 커리큘럼에 3D 프린팅을 투입한 덕분에 학습 속도가 빨라졌을 뿐만 아니라 학생들은 모리슨 공대가 Wahl Clippers, John Deere, Caterpillar 같은 지역 거대 기업과 맺은 혁력 관계를 통해 제조 산업 분야에 취업할 역량 또한 갖추게 되는 혜택을 얻었습니다.

The Form 3L and Form 2 printers at Morrison Tech.

모리슨 공대의 Form 3L Form 2 프린터

모리슨 공대의 것과 같은 프로그램은 현지 업계의 리더와 협력하여 멘토링과 인턴십 기회를 제공합니다. 이러한 유형의 '타운 가운(town and gown, 대학 도시 주민들과 대학인들과의 관계)' 관계가 참고 사례, 실경험, 실세계의 문제 해결 능력을 확보하려는 학생들에게는 아주 중요합니다. 제조 업체의 3D 작업 확장과 숙련된 직원 구인이 증가하면서 3D 프린팅은 이러한 현실 경험에서 학생들에게 유례 없이 중요한 요소가 되었습니다.

3D 프린팅은 인턴십과 직장 초년생 시절의 학생들이 작업장에서 손쉽고 의미있게 자리매김할 있는 방법을 제시합니다. 기존의 대규모 제조는 고가의 장비와 구조화된 워크플로에 크게 의존하는 방법으로 이뤄졌으며 학생들은 구조를 관찰하는 직책으로 강등되거나 하찮은 작업을 담당했습니다. 3D 프린팅의 도입되고 나서야 학생들이 CAD 실력을 활용하여 주도적으로 제품 아이디어를 디자인하거나 수리 부품을 설계할 있게 되었고 이런 것들은 현재 인력이 시간이 부족하거나 지식 기반이 없었던 품목들입니다. 학생들은 소중한 경험과 기술을 습득하고 기업은 새로운 관점과 실용적인 솔루션을 무료로 얻습니다.

Fuse 시리즈 프린터는 기능적 프로토타입 제작과 산업 품질의 최종 사용 생산 모두에 제격이며 학생들이 인턴십과 지역 기업에 의미 있게 이바지할 기회를 얻기에 완벽한 매체입니다.

혜택을 얻는 것은 비단 규모가 기업 뿐이 아닙니다. 펜실베니아주 혁신 허브(Penn State’s Innovation Hub) 지역 스타트업 소규모 제조업체와 협력하여 최종 사용 부품을 소량으로 3D 프린팅합니다. 프로젝트에서는 적은 물량에 사용할 도구를 제작할 비용을 감당할 없는 지역 사업주를 위해 학생들이 소형 장치를 프린팅했습니다. 학생들은 3D 프린팅을 통해 실제 예산 문제를 해결하고 솔루션을 고안할 있었습니다. 파트를 직접 3D 프린팅하여 사출 성형 공정을 대체한 것입니다. 혁신 허브의 이사인 라이언 만델( ) " 지역 사업주가 플라스틱 파트를 20 프린팅하고 싶어했고 우리는 Formlabs 다양한 소재를 살펴보고 어울리는 소재를 찾았으며 Form 3L에서 20개의 플라스틱 위젯을 하나의 빌드로 실행할 있다고 판단했습니다. 20개의 부품은 규모가 너무 작아서 사출 성형 회사들이 거절했고 결국 완벽한 3D 프린팅 사용 사례가 되었습니다." 허브의 학생들은 지역 기업주에게 실질적인 컨설팅 서비스와 제조 서비스를 제공할 있었고 이를 통해 지역 사회를 돕고 이력서에 훌륭한 이력을 추가했습니다.

야바파이 칼리지(Yavapai College) 3D 프린팅 제조 항공 우주 과학 책임자인 매튜 민츠마이어(Matthew Mintzmyer) 학생들이 산업 분야의 경력을 쌓을 있도록 준비시킵니다. 최근 졸업생들은 치과 의학 분야, 만달로리안(Mandalorian) TV 쇼의 소품 작업, 건축 분야 등에서 경력을 쌓았습니다 "응용 분야가 무궁무진합니다. 학교에서 3D 프린팅 사업을 접해보지 않는 사람들은 뒤쳐져 있습니다. 비판적 사고, 수학, 창의성 모든 것을 배웁니다. 시작하는 $100,000 필요하지 않습니다. 이런 프린터는 저렴합니다.” 민츠마이어의 말입니다

민츠마이어는 3D 프린터를 활용하여 야바파이 학생들의 경험을 개선할 뿐만 아니라 산업상 기회도 확장합니다. 콘크리트 3D 프린팅 건설 회사인 COBOD 모든 신규 기술자를 야바파이로 보내 대형 산업용 콘크리트 3D 프린터를 서비스, 작동, 유지 관리하는 방법을 교육합니다. 야바파이는 전적으로 민츠마이어의 초기 투자와 3D 프린팅 기술 채택 덕분에 이러한 비즈니스 기회를 얻었습니다. 그는 Formlabs SLA SLS 3D 프린터를 사용하여 프로토타입, 지그, 최종 사용 부품을 프린팅하고 다른 3D 프린터의 다양한 부분을 수리합니다. 야바파이의 학생들은 급성장하는 업계에서 수익성 있는 경력을 쌓는 필요한 것이 무엇인지 직접 확인하고 COBOD 엔지니어와 함께 교육 프로그램에 참여하게 됩니다.

다분야 협업

서로 다른 분야가 이토록 상호연결된 적은 없었습니다. 디지털화가 증가함에 따라 아이디어 구상과 제조 같은 전통적인 제품 라이프사이클에 이질적인 요소가 많이 교차합니다. 3D 프린팅은 부분을 차지합니다. 3D 프린팅은 전체 진화를 능률화할 있을 정도로 제품 수명 주기 단계를 가속하며 분야는 서로 혼합되고 상호 개선됩니다. 하나의 비즈니스 내에서 일어나는 이런 유형의 협업은 교육 기관의 메이커스페이스와 제조 연구소에서도 확연히 드러납니다

드렉셀 대학(Drexel University) 웨스트팔 미디어 아트 디자인 대학(Westphal College of Media Arts and Design)에는 애니메이션에서 패션, 가상 현실에 이르기까지 학생들이 어떤 것을 추구하고자 하더라도 그에 상응하는 프로그램이 있으며, 중앙에 자리잡은 하이브리드 메이킹 (Hybrid Making Lab)에서는 모든 유형의 프로젝트에 참여할 기회를 얻을 있습니다. 메이킹 (The Making Lab) 책임자인 에릭 선퀴스트(Erik Sundquist) "학생들은 이것을 건축 모델, 패션 디자인, 액세서리, 의류 하드웨어 모든 것에 사용할 것입니다... 완전히 3D 프린팅한 연결 직물을 만드는 관심이 있는 학생이 있습니다."라고 알려주었습니다.

3D printed parts on Fuse Sift
3D printed parts on Fuse Sift

드렉셀 하이브리드 메이킹 랩의 제품 디자인 졸업 예정자 논문 프로젝트(왼쪽) 조소 수업의 3D 스캔 프린팅 물고기 (오른쪽). (드렉셀 하이브리드 메이킹 사진 제공)

선퀴스트가 학생들을 교육할 공간을 마련하면, 학생들은 다른 학생들을 가르칠 책임을 지고 공간을 직접 운영합니다. 프로젝트가 자신의 분야인지와는 무관합니다. 선퀴스트는 "이런 방식이 민주적이기도 하고 학제간 학습에 좋습니다."라고 합니다. 그는 패션 전공 학생들이 분리된 조각을 연결하기 위해 공대생들과 제품 디자인 전공자들에게 도움을 요청하거나 반대의 경우를 봅니다. 중앙에 있는 연구실은 학생들이 협업하고, 아이디어를 공유하고, 전문 지식을 교환하기에 좋고 3D 프린팅은 이런 즉석 브레인스토밍 세션의 원동력입니다. 패션 전공자는 체인메일 드레스와 같은 전체적인 그림을 있지만 체인 링크 사이의 공차를 설계하거나 서포트가 없는 프린팅 구조에 사용할 기술을 선택하려면 공학 전공 학생의 도움이 필요합니다.

창의력에 날개를

3D 프린팅은 학생들이 새로운 클럽이나 협회에 도전하고 교실에서 배운 기술을 새로운 응용 분야에 적용하는 도움이 됩니다. TU 베를린(TU Berlin) 학생은 3D 프린팅을 이용해 글로벌 포뮬러 학생 대회를 위한 고성능 경주용 자동차를 개발합니다. 이러한 자동차는 내구성이 뛰어나고 고온과 충격에 견디며 아주 가벼워야 합니다. 90명의 학생으로 구성된 TU 베를린 팀은 탄소 섬유 성형 공정 최종 사용 부품에 Formlabs SLA 프린터를 사용합니다

A mold (left picture, left hand) used for molding a carbon fiber steering wheel enclosure (left picture, right hand) and a prototype of a complex topology optimized mount (right picture), both printed on a Form 3 SLA 3D printer.

탄소 섬유 스티어링 인클로저(왼쪽 그림, 오른쪽) 성형과 복잡한 토폴로지 최적화 마운트의 프로토타입(오른쪽 그림) 성형하는 사용되는 금형(왼쪽 그림, 왼쪽), 양쪽 모두 Form 3 SLA 3D 프린터로 프린팅.

정확하고 신뢰할 있으며 사용하기 쉬운 3D 프린터를 사용할 있게 TU 베를린 팀은 생산량을 확장하여 매년 3대의 자동차를 생산하고 학년도 내에 디자인한 자동차를 경주 트랙에 올립니다. 젊은 학생들로 구성된 팀은 이런 기술 덕분에 열정을 품은 무언가를 작업하고 매년 국제 무대에서 하나가 아니라 가지 성능 제품을 선보이게 되었습니다. 많은 작업을 아웃소싱하거나 비싼 기계를 작동하기 위해 감독자에게 의존해야 한다면 그들이 개발하는 기술과 그들이 느끼는 주인의식, 권한은 얻을 없을 것입니다. Formlabs 3D 프린터의 경제성과 접근성은 창의성과 생산성을 강화합니다.

교육용 3D 프린터의 종류

교육자들은 기념비적인 임무를 앞에 두고 있으며 어떤 기술이 그들의 커리큘럼에 가장 적합한지 결정하는 것이 추가로 스트레스가 있습니다. 섹션에서는 다양한 학교용 3D 프린터를 검토하여 서로 다른 학습 과정과 우선 순위에 가장 적합한 3D 프린터를 명확히 하는 도움이 것입니다.

용융 적층 모델링 방식(FDM) 3D 프린터

아마도 여전히 교육 분야에서 가장 흔한 유형의 3D 프린터일 FDM 3D 프린터 열가소성 플라스틱 필라멘트를 녹이고 압출하여 파트를 제작하며 프린터 노즐이 빌드 영역에 레이어를 층씩 적층합니다. 확장성과 경제성이 장점일 뿐만 아니라 CAD 디자인하는 방법을 배우기 시작한 학생이 쉽게 이해할 있는 직관성도 있습니다.

제조업체가 $50,000 이상의 비용이 있는 값비싼 FDM 프린터를 생산하기는 하지만 교육자가 사용하는 프린터는 대체로 $1,000~$4,000 정도입니다. FDM 프린터는 직관적이고 시각적인 프로세스를 통해 신속하게 부품을 수급할 있어 젊은 학생들에게 훌륭한 진입점이 됩니다. 그러나 학생들이 기능 부품과 다중 부품 조립체를 설계하기 시작하면 품질이 좋지 않은 표면 마감과 정밀도가 문제를 일으키기 시작합니다. 부품 품질이 낮고 재료 선택 범위가 좁다는 것은 특히 연구 또는 고등 교육 환경에서 FDM 프린터를 사용할 있는 응용 분야가 제한적임을 의미합니다. FDM 3D 프린터는 3D 프린팅으로 만든 퍼즐의 조각이며 훌륭한 출발점이지만 다른 고급 유형의 3D 프린팅과 함께 가르쳐야 합니다.

광경화 수지 조형 방식(SLA) 3D 프린터

기존 SLA 3D 프린터 가격이 일반적인 학교 예산의 범위를 상회하여 초기에 교육자들은 이런 장비를 채택하기를 주저했습니다. 그러다가 Form 2 Form 3 같은 데스크톱 SLA 3D 프린터를 통해 기술에 액세스할 있게 되었고 신뢰성과 전문적인 품질이 입증됨에 따라 이들 프린터는 모든 교육자의 툴킷에서 신뢰할 있는 도구가 되었습니다

SLA 프린터는 뛰어난 표면 마감, 다양한 재료 옵션, 정확한 정확도 덕분에 다목적이며 다양한 응용 분야에 적합합니다. SLA 생산된 파트의 등방성 또한 기술과 차별화 요소이며 SLA 기술이 방수 파트 프린팅의 선두 주자인 이유이기도 합니다.

woman taking out a build platform from a Form 3L stereolithography printer

Form 3L 많은 학생의 프로젝트를 한꺼번에 대규모 빌드 볼륨에 맞출 있으므로 메이커스페이스에 추가하면 학기 트래픽이 몰리는 시기에 유용할 있습니다.

연구소의 관점에서 보면 고성능 소재의 다양성은 특정 프로젝트에 프린터를 추가한 새로운 프로젝트가 생길 때마다 소재를 가장 적절한 , 고온 플루이딕스에서 투명하고 생체적합성이 있는 세포 비계 재료까지, 충격 방지 고정구와 케이싱용 소재에 이르기까지 다양한 것으로 간단하게 바꿔가며 반복해서 사용할 있음을 의미합니다. 제작 연구소나 메이커스페이스와 같이 개방된 공간에서는 다양한 소재가 Form 3L에서 가능한 대형 빌드 볼륨과 더불어 계속 빛을 발하고 있습니다. 여러 학생의 프로젝트를 같은 소재를 사용하는 하나의 빌드 볼륨에 맞춘 다음 다른 재료를 사용하는 새로운 학생 그룹 프로젝트로 바꿀 있습니다. 레진 처리와 카트리지 시스템 덕분에 유지 관리와 작업이 간단해집니다.

Stereolithography - Form 3 Resin 3D Printer
백서

데스크톱 광경화성 수지 조형 방식(SLA)를 사용한 3D 프린팅 소개

고해상도로 3D 모델을 구현할 있는 3D 프린터를 찾고 계십니까? 백서를 다운로드하여 SLA 프린팅이 작동하는 방식 엄청난 세부 묘사가 가능한 모델을 제작하는 SLA 프린팅이 널리 사랑을 받고 있는 3D 프린팅 공정인지 이유를 확인해보십시오.

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선택적 레이저 소결 방식(SLS) 3D 프린터

전통적으로 3가지 주요 플라스틱 3D 프린팅 기술 가장 고가인 SLS 3D 프린터(: Formlabs Fuse 시리즈) 고성능 기계 물성을 겸비한 기능성 프로토타입과 내구성이 강한 최종 사용 파트를 생산할 있는 장비입니다. 기술은 고출력 레이저로 미세한 파우더 입자를 선택적으로 소결하여 원하는 파일의 단면 모양을 만든 다음 층별로 프로세스를 반복하여 파트가 만들어지는 동안 층을 주변의 파우더 베드가 지지합니다.

Fuse 시리즈가 출시되기 전에는 SLS 3D 프린터가 최소 $200,000 이상이었고 대체로 대학 운영 예산으로는 감당할 없었습니다. 일부 엔지니어링 제조 프로그램은 이러한 장치에 대한 보조금을 확보할 있었지만 공간, 복잡한 워크플로, 값비싼 필수 인프라로 인해 이를 사용할 기회가 있는 학생이 거의 없었습니다.

2020 Fuse 1 도입되면서 모든 수준의 교육자들이 마침내 산업용 품질의 SLS 인하우스로 도입해 학생들이 실제 응용 분야에 적용 가능한 최종 사용 부품을 만들고 파우더 베드 3D 프린팅을 체험할 기회를 얻게 되었습니다. 메이커스페이스 USNA 베이커(Baker) 대위는 학생들이 금속 3D 프린팅 기술로 넘어가기 전에 Fuse 1 SLS 3D 프린터를 사용하게 했습니다. 금속 프린팅 기술에서는 실수 비용이 비싸고 실수가 흔하게 발생하기 때문입니다. 마이애미 대학교 해양 대기 연구 협력 연구소(CIMAS) 협동 연구를 진행 중인 NOAA AOML 연구소에서는 산호 샘플 채취 장비에 사용할 수중 인클로저를 Fuse 1 SLS 프린터로 프린팅합니다.         

    

NOAA subsurface automated water samplers
monitoring device printed on the Fuse 1 SLS printer

NOAA AOML 연구소 직원이 지하 자동 채수기를 설치하여 야생 산호 종에 관한 데이터를 수집하고 있습니다(왼쪽). NOAA AOML 연구소 내부, Fuse 1 프린팅 SLS 파트로 감싼 산호초 모니터링 장치(오른쪽).

sls example 3d printed part
백서

선택적 레이저 소결(SLS) 방식 3D 프린팅 소개

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작업이 다양한 만큼 다양해지는 도구

8학년 '3D 디자인 소개' 교사에서 대학원 연구원에 이르기까지 교육자의 요구 사항은 매우 다양하며 직무 설명이나 역할은 가지가 아닙니다. 마찬가지로 하나의 3D 프린터로 각양각색의 문제를 해결할 수는 없습니다. 다양한 응용분야와 환경에 개별적으로 적합한 3D 프린팅 솔루션을 활용하는 것은 학생들이 자신의 경력에 참여하고, 격려하고, 권한을 부여하고, 준비할 있도록 하기에 가장 좋은 방법입니다. 예시:

  • FDM 프린터는 간편하고 가격이 저렴하여 중학교에 이상적일 있습니다
  • SLA 프린터는 가장 다재다능합니다. 다양한 재료 옵션, 가격 크기와 높은 정확도, 매끄러운 표면 마감이 결합되어 프로젝트에 어울리는 SLA 프린터를 쉽게 선택할 있습니다.
  • SLS 프린터는 나일론과 같은 입증되고 기능적인 최종 사용 재료로 산업용 강력 프린팅이 가능한 장비입니다. Formlabs Fuse 1+ 30W 같은 모델은 이런 작업을 접근 가능한 비용으로 있으므로 학생들이 보조금에 의존하지 않고도 파우더 베드 프린팅을 마스터할 있습니다.

올바른 3D 프린팅 환경을 선택하는 방법

교육 기관은 학생들이 3D 프린터에 접근할 있도록 하는 선호하는 부분과 예산이 서로 다릅니다. 대부분의 대학에서 3D 프린팅 연구실 설치를 담당하는 사람은 학과장이며 어떤 대학에서는 대규모 보조금을 유치해 모두에게 개방된 종합 공간을 구성할 있습니다

특정 프로젝트를 위한 소규모 연구실에서 사용하든, 대규모 메이커스페이스, 제조 연구실, 혁신 허브 또는 기업가 육성 센터에서 사용하든, 3D 프린터는 모든 상황에서 학습 경험을 개선할 있습니다.

연구소의 3D 프린팅: 광범위한 틈새 응용 분야에 사용되는 다목적 도구

two researchers speak while holding a 3D printed part

연구소는 범위, 규모 주제가 매우 다양하지만 모두 과학적 이해를 발전시키는 전념하므로 3D 프린팅과 같은 첨단 기술을 수년간 통합해왔습니다. 하와이 대학(University of Hawaii) 나노기술 연구소(Nanotechnology Lab)에서는 학부생 명이 학부생, 대학원생 박사 과정 지원자가 연구 자료를 만드는 도움이 되는 Form 3 Form 3L SLA 프린터의 작동 유지 관리를 담당하고 있습니다. 연구소에서 프린터를 가장 많이 사용하는 사례는 고성능 세라믹 나노 소재용 희생 압축 금형 제작입니다.

우리는 구조적 무결성과 매끄러운 표면 마감으로 이주 신속하게 프로토타입을 제작하고 금형을 제작할 있는 솔루션이 필요했습니다. Form 3 있었고 매우 기뻤죠. 프린팅에 사용할 있는 가장 방대하고 타당한 소재 카탈로그가 있었으니까요. Form 3L 관해서라면 대형 세라믹 금형용으로 대형 폼팩터(form factor, 제품 외형이나 크기, 물리적 배열) 필요했습니다."라고 학생이 털어놓았습니다

유니버시티 칼리지 런던 약대(UCL 약대)에서는 신체의 일부를 해부학적으로 시각화하는 프린터를 사용했습니다. 예를 들어 학생들은 위장관 모형으로 음식( ) 어떻게 처리되고 몸을 통과하는지 이해할 있고, 이는 환자에게 안전하게 약을 투여하는 방법을 이해하는 도움이 됩니다. Formlabs 프린터의 정확도 덕분에 신체의 고도로 복잡한 체계를 실물 같은 모형으로 제작할 있습니다. UCL 힐튼 연구소(Hilton Lab) 박사 과정 학생인 자이드 마우팍 하산(Zaid Muwaffak Hassan) "저는 환기 요법 프로젝트를 위한 의료 기기용 금형을 프린팅하는 Formlabs 3D 프린터를 사용합니다."라고 했습니다. "아주 사용하기 쉽고 정확하며 세세한 부분이 고도로 정밀합니다."

생명 과학에서 정확성과 정밀도가 이러한 학생들에게는 차이 전체를 의미할 있습니다. 이들의 프로젝트는 실제로 인명을 구하는 장치이며 치료 행위입니다. 신체를 적절하게 표현거나 피부 또는 점막 접촉에 필요한 생체적합성을 갖추고 정확한 도구를 확보하는 일은 이들의 성공과 그에 따른 환자의 건강에 필수 요소입니다.

메이커스페이스의 3D 프린팅: 사용자는 많고 사용량은 예측할 수 없다

메이커스페이스와 제작 연구소는 일반적으로 대규모의 다양한 학생 그룹에 개방되어 있으며 일부는 주변 커뮤니티, 교수 또는 지역 K-12 프로그램에도 개방되어 있습니다. 메이커스페이스의 관리자가 사전에 계획을 세우고 예산을 책정하기가 어려운 이유는 이렇게 사용량을 예측할 없기 때문입니다. 대학생에게만 개방된 경우에도 가장 바쁜 시간은 최종 프로젝트가 마감되는 학기말 뿐입니다. 따라서 메이커스페이스용 3D 프린터를 고를 지금까지는 품질보다 수량을 먼저 고려했습니다. 관리자는 사용자가 매번 급하게 들어올 감독, 일정 조정 또는 교육에 시간을 최소한 짧게 들여 3D 프린터를 사용할 있는지 확인해야 합니다

따라서 수년 FDM 프린터를 대규모로 설치해야 메이커스페이스에서 주요(또는 유일한) 기술로 사용할 있었습니다. 그러나 지난 5 Form 3+, Form 3B+, Form 3L, Fuse 시리즈 같은 3D 프린터는 여러 가지 이유로 인기를 얻었습니다.

Formlabs 프린터 제품군은 값비싼 3D 프린터의 산업용 성능 정확도와 보급형 장비의 사용 편의성 경제성을 한데 모았습니다. 또한 사용 가능한 재료의 범위가 다양하다는 것은 메이커스페이스가 엔지니어링, 제품 디자인, 보석, 패션, 재료 과학 또는 제조 전공 학생을 위해 여러 가지 적절한 재료를 하나의 프린터에 제공할 있음을 의미합니다. 직관적인 작업 흐름을 통해 학생들은 작동에 필요한 지식을 빠르게 습득할 있으며 SLA SLS 프린팅 엔진은 신뢰할 있어 유지 관리나 감독이 거의 필요하지 않습니다.

The MakerSpaceUSNA advanced section, housing Form 3 and Form 2 printers, as well as FDM printers.

MakerSpaceUSNA 고급 섹션, Form 3 Form 2 프린터와 FDM 보유.  

미국 해군 사관학교의 MakerSpaceUSNA에서는 전공에 관계없이 모든 학생이 FDM, SLA SLS 기술을 접해볼 있습니다. 메이커스페이스의 책임자인브레드 베이커( Brad Baker) 대위는 수년에 걸쳐 꾸준히 Formlabs 장비를 추가했으며, 지속적인 투자의 주요 이유로 장비의 신뢰성과 일관성을 강조했습니다. “SLA 프린터의 고장률은 지극히 낮습니다. 저는 [학생들에게] 'SLS 가까워질 때까지 기다리세요.'라고 합니다. SLS [Fuse Series]에서는 거의 0입니다. 고장이 거의 없고 재료 물성이 좋고 정확도가 정말 훌륭합니다.”라고 합니다.

기업 인큐베이터: SLA 및 SLS 3D 프린팅으로 혁신 시작

많은 대학이 일반적인 비즈니스 스쿨 커리큘럼의 일부로 재무 또는 경영 분야의 기업가 과정을 포함하지만 커리큘럼 과정 이외의 하드웨어 제품 설계 개발 지원을 제공하는 대학은 거의 없습니다. 최근 일부 학교는 소기업, 특히 하드웨어 제품 디자인 기업가를 위한 광범위한 지원과 리소스를 제공함으로써 차별화를 시도했습니다

해치 벤쳐 빌더(HATCH Venture Builder) 캐나다 밴쿠버에 있는 브리티시 컬럼비아 대학교에서 자문 , 사무실 공간, 습식 실험실, 최첨단 메이커스페이스를 통해 학생 졸업생 팀을 지원하는 협력 기관입니다. 해치는 Form 3 같은 3D 프린터와 다양한 소재 뿐만 아니라 제품 디자인 시장 진출 전략에 대한 조언과 멘토링을 제공합니다. 그들은 Formlabs 전문 3D 프린터를 사용하여 인큐베이터 회원이 잠재적인 투자자 제조업체에게 고품질의 기능적인 프로토타입 또는 최종 사용 부품을 제시하도록 돕습니다. 펜실베니아주 만델(Mandell) 이노베이션 허브(Innovation Hub) "개인과 그룹이 강력한 개념 증명 모델을 개발하고 아이디어에 대한 투자를 창출할 있도록 가능한 최고의 도구에 액세스" 있도록 노력합니다.

교육 분야에서 시작하는 3D 프린팅

교육은 미래를 준비하는 것이며 학생의 미래 진로뿐만 아니라 학생이 만들어갈 우리 사회의 미래 또한 준비하는 것입니다. 이러한 학생들에게 고품질 도구와 자료를 제공함으로써 미래에 투자하는 것이 모두에게 밝은 미래를 보장하는 최선의 방법입니다

3D 프린팅이 중요한 역할을 것이라는 데는 의심의 여지가 없으며 우리는 이미 기술의 이점을 보고 있습니다. 3D 프린팅으로 제작된 , 보철물, 수술 장치, 드론, 보청기 전기 엔진 부품이 있습니다. 모든 교육자가 세상을 구축하는 기술을 많이 배울 있는 기회를 제공하기 위해 3D 프린팅을 채택해야 합니다. Formlabs Education 팀과 대화하고 교육용 3D 프린터에 대해 자세히 알아보려면 아래 당사의 팀에 문의하십시오.