기초부터: 3D 프린팅 기술을 다음 단계로 끌어올리기

인쇄된 조직의 구조적 무결성을 지원하는 데 사용되는 지지조로, 해부학적 복잡성이 있는 인쇄를 가능하게 합니다. 출처: Patrick Mansell / Penn State. 크리에이티브 커먼즈

2022년 3월 21일

사라 라쥬네스(Sara LaJeunesse)

티모시 심슨(Timothy Simpson)은 요즘 미국에서만 제작되는 몇 안 되는 맞춤형 손목시계 중 하나인 맞춤형 손목시계의 소유자입니다. Penn State 졸업생인 RT Custer가 소유한 회사인 Vortic Watch Company가 제작한 이 작품은 매사추세츠주 월섬에서 제작된 아름다운 1908년 회중시계로, 3D 프린팅된 티타늄 외부 쉘에 들어 있고 맞춤형 가죽 스트랩이 장착되어 있습니다.

3D 프린팅을 통해 "Vortic은 골동품에 새로운 생명을 불어넣고 틈새 고급 명품을 만들 수 있었습니다"라고 공학 디자인, 기술 및 전문 프로그램 학교의 임시 학과장이자 Paul Morrow 교수인 Simpson은 말했습니다. 엔지니어링 설계 및 제조 분야.

Simpson은 이 기술의 가장 큰 매력은 기존 제조 방식에서는 불가능했던 수준의 맞춤화가 가능하다는 점이라고 덧붙였습니다. 3D 프린팅을 통해 Vortic은 동일한 기계를 사용하고 결제를 받은 후 주문을 하면 각각의 고유한 시계에 대한 맞춤형 티타늄 피팅을 만들 수 있습니다. Custer와 점점 더 많은 사람들에게 3D 프린팅은 제조 장벽을 낮추었습니다.

Simpson은 "특히 하드웨어 기반 스타트업의 경우 기업가 정신을 민주화합니다."라고 말했습니다. "기업가는 기계와 장비에 수백만 달러를 투자할 필요가 없습니다. 프린터 몇 대만 구입하고 만들기만 하면 됩니다."

"역량 측면에서 볼 때 우리는 적층 제조 분야에서 세계 최고의 기관 중 하나입니다."

Tim Simpson, 엔지니어링 설계 및 제조 분야 Paul Morrow 교수

실제로 월마트에서 약 150달러만 내면 누구든지 다양한 도구, 장난감, 기타 장신구를 만들 수 있는 3D 프린터를 가지고 나갈 수 있습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 이 기술은 훨씬 더 정교해졌습니다. 제품은 단순히 플라스틱으로 만든 잡동사니를 넘어 금속, 콘크리트, 점토, 심지어 생체 재료로 제작된 첨단 제품까지 포함합니다. Penn State의 연구원들은 현재 적층 가공으로 알려진 분야의 최첨단에 있으며, 무엇보다도 인간의 건강, 주택, 교통 분야의 시급한 문제를 해결한다는 목표로 3D 프린팅 기능을 발전시키기 위해 노력하고 있습니다.

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"누구나 프린터를 구입하고, 재료를 넣는 방법을 배우고 바로 시작할 수 있지만, 3D 프린팅을 실제로 활용하여 기존에 만들어진 구성 요소보다 더 우수하고 빠르며 저렴하도록 부품을 설계하는 것은 또 다른 게임입니다."라고 말했습니다. 심슨. "경제학, 재료, 디자인, 프로세스를 이해해야 합니다. 이는 접촉 스포츠입니다. 실제로 적층 작업을 잘하려면 어깨를 맞대고 다른 많은 분야의 전문가와 대화해야 합니다."

Simpson은 Penn State 연구원들이 문제의 모든 구성 요소와 해결 방법을 다루기 위해 여러 학문 분야의 동료들과 협력하는 능력이 대학의 강점이라고 말했습니다. "이 때문에 역량 관점에서 우리는 적층 제조 분야에서 세계 최고의 기관 중 하나이며 결과적으로 새로운 영역으로 계속 확장하고 있습니다."라고 그는 덧붙였습니다.

Simpson은 적층 제조라는 용어가 제조 환경에서 기능성 부품을 만들기 위해 3D 프린팅을 사용하는 것을 설명한다고 설명했습니다. 이 프로세스는 한 번에 한 레이어씩 쌓아 개체를 생성하기 때문에 "추가적"입니다. “동굴 천장에서 떨어지는 물이 얇은 미네랄 층을 퇴적시켜 동굴 바닥에 석순을 형성하는 것을 생각해 보세요.”라고 그는 말했습니다. 대조적으로, 절삭 가공은 최종 부품이 완성될 때까지 재료를 제거하여 부품을 생성합니다. 적층 프로세스는 본질적으로 더 유연하고 낭비가 훨씬 적습니다.