소개

기술의 발전은 생산 부품과 제조 산업에 큰 변화를 가져왔습니다. 예를 들어 3D 프린팅과 프로토타이핑은 부품과 제품을 설계하고 제작하는 방식을 혁신적으로 변화시켰습니다.

3D 프린팅은 디지털 모델에서 재료를 겹겹이 쌓아 올려 입체적인 물체를 만드는 기술입니다. 반면 프로토타이핑은 제품의 실제 작동 모델을 만들어 디자인을 테스트하고 개선하는 작업입니다. 3D 프린팅과 프로토타이핑을 결합하면 특히 실리콘 고무 부품을 생산할 때 많은 이점을 얻을 수 있습니다.

실리콘 고무 부품은 내구성, 유연성 및 극한 온도에 대한 내성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 액상 실리콘 고무(LSR)는 자동차, 항공우주, 의료 및 소비재 분야에서 일반적으로 사용되는 실리콘 고무 소재의 한 유형입니다.

이 문서에서는 3D 프린팅 및 프로토타이핑을 다음과 같은 용도로 사용하는 방법을 살펴봅니다. 실리콘 고무 부품에 대해 알아보고, 특히 LSR 금형 제작에 중점을 두었습니다. 이 방법의 장점과 실리콘 부품 금형용 3D 프린트를 준비하는 단계에 대해 살펴보겠습니다. 또한 다양한 응용 분야를 평가하고 기존 제조 공정과 비교해 보겠습니다. 마지막으로 실리콘 부품 작업 시 발생하는 문제점이나 한계, 그리고 이 분야의 향후 발전 가능성에 대해 살펴보겠습니다.

II. 실리콘 고무 부품에 3D 프린팅을 사용할 때의 장점

A. 더 빠르고 경제적인 생산

3D 프린팅은 다음과 같은 작업의 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 실리콘 고무 생산 부품. 기존 제조 방식은 금형을 제작해야 하므로 비용과 시간이 많이 소요됩니다. 3D 프린팅을 사용하면 긴 금형 제작 과정 없이 단 몇 시간 또는 며칠 만에 부품을 3D 프린팅할 수 있으므로 생산 비용을 절감하고 처리 시간을 단축할 수 있습니다.

B. 확장된 설계 유연성

3D 프린팅은 다음과 같은 경우 디자이너에게 더 많은 디자인 자유를 제공합니다. 실리콘 고무 제작 부품. 3D 프린팅의 디지털 특성 덕분에 디자이너는 제품 디자인을 쉽게 수정할 수 있어 디자인 프로세스가 빨라지고 최종 결과물이 우수해집니다.

C. 정확성 및 정밀성 향상

3D 프린팅은 다음과 같은 경우에도 뛰어난 정확도와 정밀도를 제공합니다. 실리콘 고무 제작 부품. 기존 제조 공정은 사용되는 기계나 도구의 성능에 따라 제한이 있을 수 있지만 3D 프린팅을 사용하면 높은 수준의 정확도와 정밀도로 부품을 제작할 수 있어 최종 제품의 일관성을 높일 수 있습니다.

D. 세밀한 디테일이 있는 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다.

3D 프린팅을 사용하면 기존 제조 공정으로는 불가능한 복잡한 형상과 미세한 디테일의 실리콘 고무 부품을 생산할 수 있습니다. 3D 프린팅은 이를 가능하게 하며 특히 맞춤형 부품과 프로토타입을 제작하는 데 유용합니다.

E. 반투명 흰색 실리콘 부품 생산 가능

마지막으로 3D 프린팅을 사용하면 반투명 흰색 실리콘 부품을 제조할 수 있어 의료 및 소비자용 애플리케이션에 특히 유용합니다. 투명 실리콘 부품 자체는 기존 제조 공정으로는 생산하기 어려울 수 있지만, 3D 프린팅은 디자인 자유도와 제품 맞춤화 옵션이 더 뛰어납니다.

III. 실리콘 몰드용 3D 프린트를 준비하는 방법

A. 3D 모델 구축하기

실리콘 몰드용 3D 프린트를 제작하는 초기 단계는 첫 번째 3D 프린트 모델을 만드는 것입니다. 이 작업은 전문 소프트웨어를 사용하거나 기존 디자인을 수정하여 수행할 수 있습니다. 이 모델을 만들 때는 프로토타입 금형에 사용될 실리콘 고무의 재료 특성뿐만 아니라 최종 용도를 고려해야 합니다.

B. 프로토타입 인쇄

3D 프린팅 모델을 디자인한 후 다음 단계는 프로토타입을 인쇄하는 것입니다. 이 중요한 단계를 통해 디자이너는 대량 생산에 들어가기 전에 부품의 적합성, 형태 및 기능을 테스트할 수 있습니다. 프로토타입 제작은 FDM(용융 증착 모델링), SLA(광조형) 또는 SLS(선택적 레이저 소결)와 같은 다양한 3D 프린팅 기술을 사용하여 수행할 수 있습니다.

C. 실리콘 몰드 제작

이제 실리콘 몰드를 만들기로 결정하셨습니다! 이제 여러분이 할 일만 남았습니다:

프로토타입이 3D 프린팅되면 다음 단계는 다음과 같습니다. 실리콘 몰드 만들기. 여기에는 첫 번째 3D 프린팅 프로토타입의 매끄러운 표면 마감 위에 액체 실리콘 고무 재료를 붓고 경화시키는 과정이 포함됩니다. 경화가 완료되면 가열된 금형에서 프로토타입을 제거하여 금형 내부에 부품의 인상을 남기고 동일한 부품의 여러 복사본에 사용할 수 있습니다.

D. 실리콘 고무 부분 붓기

실리콘 고무 부품 주조의 다음 단계는 액체 실리콘 고무를 금형에 붓고 경화될 때까지 기다리는 것입니다. 금속 금형이 마르면 금형에서 실리콘 부품을 조심스럽게 제거할 수 있으며, 이 과정은 생산 중인 여러 실리콘 부품에 대해 여러 번 반복할 수 있습니다.

E. 3D 프린트에서 서포트 재료 제거

3D 프린팅 출력물에서 서포트 재료를 제거하는 방법에는 어떤 것이 있나요?

마지막으로 실리콘 몰드나 고무 몰드 또는 부품을 주조하기 전에 사용한 몰드나 3D 프린트에서 모든 서포트 재료를 제거해야 합니다. 이 작업은 특수 도구 또는 화학 처리를 통해 수행할 수 있습니다. 이 단계를 수행한 후 서포트 재료를 제거하면 3D 프린팅된 실리콘 몰드 또는 부품이 깨끗해져 실리콘 몰드용 금형을 제작할 때 프로토타입으로 사용할 수 있습니다.

전반적으로 사출 성형 부품과 실리콘 몰드용 3D 프린트를 제작하려면 세심한 정밀도가 필요합니다. 하지만 올바르게 수행하면 금형 설계, 자유도 및 정확도 향상을 통해 새로운 가능성과 효율적인 생산 프로세스를 구현할 수 있습니다.

IV. 실리콘 고무 부품의 3D 프린팅 및 프로토타이핑 응용 분야

3D 프린팅 및 프로토타이핑은 실리콘 고무 부품 생산에 많은 응용 분야를 가지고 있어 매우 가치 있는 기술입니다. 가장 일반적인 용도는 다음과 같습니다:

A. 의료 기기 - 보청기, 보철 부품, 수술 도구 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 3D 프린팅을 사용하면 개인의 해부학적 구조에 완벽하게 맞는 맞춤형 부품을 제작할 수 있습니다. 또한 의료 기기에 사용되는 실리콘 고무 소재는 생체 적합성 및 멸균 특성을 가지고 있어 이러한 용도로 사용하기에 이상적입니다.

B. 소비재 - 장난감, 생활용품, 개인 액세서리 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 부드러운 소재의 3D 프린팅과 프로토타입 제작은 디자이너에게 개인의 취향에 맞는 맞춤형 제품을 만들 수 있는 특별한 기회를 제공합니다. 또한 소비재에 사용되는 실리콘 고무 소재는 유연성과 내구성을 제공합니다.

C. 산업 제조 - 기계, 장비 및 자동화 시스템에 사용되는 실리콘 부품을 생산합니다. 실리콘 고무 부품은 내구성, 극한 온도에 대한 내성, 유연성 덕분에 산업 제조 분야에서 인기가 높습니다. 3D 프린팅과 프로토타이핑은 이러한 부품을 생산하기 위한 기존 제조 공정보다 더 빠르고 비용 효율적인 대안을 제공합니다.

전반적으로 실리콘 고무 부품의 3D 프린팅 및 프로토타이핑은 다양한 산업 분야에서 귀중한 자산이 될 수 있는 수많은 응용 분야를 가지고 있습니다.

V. 기존 제조 공정 비교

3D 프린팅과 프로토타이핑은 실리콘 고무 부품을 생산할 때 많은 이점을 제공하지만, 이 프로세스의 장점을 충분히 이해하려면 기존 제조 기술과 비교하는 것이 중요합니다. 이 비교에서는 3D 프린팅과 프로토타입 제작을 기존의 실리콘 적층 제조 공정인 사출 성형 및 수동 주조 방식과 대조해 보겠습니다.

A. 사출 성형 - 액상 실리콘 사출 성형(LSIM) 포함

사출 성형은 용융된 재료를 금형에 주입하여 부품을 생산하는 기술입니다. 이 기술은 특히 대량 생산 시 실리콘 고무 부품의 생산 후 처리에 널리 사용됩니다. 액체 실리콘 사출 성형(LSIM)은 실리콘 고무 부품을 만드는 데 사용되는 또 다른 인기 있는 사출 성형 옵션으로, 액체 실리콘을 빈 금형에 주입한 후 가열 및 경화하여 최종 제품을 형성합니다.

사출 성형의 장점

높은 생산량: 사출 성형은 소량의 부품을 빠르고 효율적으로 대량 생산하는 데 이상적입니다.

우수한 표면 마감: 사출 성형은 매끄러운 표면 마감을 제공하며, 이는 특히 높은 정밀도가 필요한 부품을 생산할 때 필수적입니다.

높은 반복성: 사출 성형은 일관성과 반복성이 뛰어난 부품을 생산하므로 사양을 정밀하게 준수해야 하는 부품을 제조하는 데 이상적입니다.

사출 성형의 단점:

높은 툴링 비용: 사출 성형은 각 부품마다 수만 개의 금형을 제작해야 하므로 소량 생산 부품의 경우 비용이 많이 듭니다.

제한된 설계 유연성: 각 사출 성형 부품에 대한 특정 금형 요구 사항으로 인해 사출 성형은 설계의 자유도를 크게 제한합니다.

B. 수동 캐스팅 방법

수동 주조 방법은 실리콘 고무와 같은 액체 재료를 금형에 붓고 경화시키는 것입니다. 이 공정은 일반적으로 소량 생산 및 프로토타입 제작에 사용됩니다.

수동 캐스팅 방법의 장점:

• 낮은 툴링 비용: 수동 주조 방식은 최소한의 툴링만 필요하므로 소량 생산에 비용 효율적인 솔루션입니다.
• 설계 유연성: 수동 주조 방식은 금형을 쉽게 수정하거나 만들 수 있기 때문에 사출 성형보다 설계 유연성이 뛰어납니다.

수동 캐스팅 방법의 단점:

• 시간 소모적: 수동 주조 방식은 각 부품을 개별적으로 주조해야 하므로 시간이 많이 소요될 수 있어 대량 생산에는 적합하지 않습니다.
• 제한된 정밀도: 수동 주조 방식은 사출 성형이나 3D 프린팅과 같은 수준의 정밀도로 부품을 생산하지 못할 수 있습니다.

C. 각 프로세스의 장단점

3D 프린팅 및 프로토타이핑의 장점:

• 디자인 유연성: 3D 프린팅과 프로토타이핑은 기존 제조 공정보다 디자인 유연성이 뛰어나 수정과 커스터마이징이 용이합니다.
• 낮은 툴링 비용: 3D 프린팅 및 프로토타입 제작에는 최소한의 툴링만 필요하므로 소량 생산 및 프로토타입 제작에 비용 효율적인 솔루션입니다.
• 정확도와 정밀도 향상: 3D 프린팅과 프로토타입 제작은 수동 주조 방식에 비해 높은 수준의 정확도와 정밀도를 제공합니다.

3D 프린팅 및 프로토타이핑의 단점:

• 제한된 생산량: 3D 프린팅과 프로토타이핑은 소량 생산에는 이상적이지만 대량 부품 생산에는 효율적이지 않을 수 있습니다.
• 제한된 재료 선택: 3D 프린팅 및 프로토타입 제작에 사용할 수 있는 재료의 범위는 사출 성형과 같은 기존 제조 공정에 비해 제한적일 수 있습니다.
• 표면 마감: 3D 프린팅 및 프로토타이핑은 사출 성형과 동일한 수준의 표면 마감을 제공하지 못할 수 있습니다.

전반적으로 각 제조 공정에는 고유한 장단점이 있으며, 제조 공정의 선택은 프로젝트의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 하지만 3D 프린팅과 프로토타이핑은 다음과 같은 많은 이점을 제공합니다. 실리콘 고무 생산 부품, 특히 소량 생산 및 신속한 프로토타입 제작에 적합합니다.

VI. 실리콘 3D 프린팅 및 프로토타이핑 재료 및 기술

실리콘은 금형 설계, 재료 특성, 사용 편의성 및 기타 장점으로 인해 3D 프린팅, 금형 설계 및 프로토타입 제작 프로젝트에 이상적인 소재입니다.

실리콘으로 3D 프린팅 및 프로토타입을 제작할 때 고려해야 할 다양한 재료와 기술이 있습니다. 여기에서는 실리콘 소재를 사용한 3D 프린팅 및 프로토타입 제작에 가장 일반적으로 사용되는 몇 가지 재료와 접근 방식을 검토해 보겠습니다.

A. 재료 선택

실리콘 고무

실리콘 고무는 실리콘을 이용한 3D 프린팅 및 프로토타입 제작에 일반적으로 사용되는 소재입니다. 유연성, 내구성 및 극한 온도에 대한 내성이 뛰어나 높은 수준의 유연성이 필요하지만 반복적인 사용을 견딜 수 있는 부품을 제작하는 데 이상적입니다. 실리콘 고무는 또한 고온 환경에도 적합합니다.

액상 실리콘 고무(LSR)

액상 실리콘 고무(LSR)는 일종의 실리콘 고무 3D 프린팅 및 프로토타이핑에 일반적으로 사용됩니다. 주입 가능한 액체 재료인 LSR은 얇은 벽을 가진 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다. 생체 적합성과 유연성으로 인해 의료 및 소비재 분야에서 활용도가 높습니다.

열가소성 폴리우레탄(TPU)

TPU는 3D 프린팅 및 프로토타입 제작에 널리 사용되는 유연한 고무와 같은 소재입니다. 내구성과 우수한 내마모성 덕분에 TPU는 높은 유연성과 내마모성이 요구되는 부품에 이상적인 소재입니다.

열가소성 엘라스토머(TPE)

TPE는 고무와 플라스틱의 특성을 결합한 소재 제품군입니다. TPE는 유연성, 내구성, 화학물질 및 자외선 손상에 대한 저항성이 뛰어나 소비재 생산은 물론 자동차 부품 생산에 널리 사용됩니다.

B. 기술

선택적 레이저 소결(SLS)

선택적 레이저 소결(SLS)은 레이저를 사용하여 다음과 같은 분말 소재를 선택적으로 융합하는 3D 프린팅 기술입니다. 실리콘 고무 를 솔리드 오브젝트로 변환합니다. SLS는 복잡한 형상과 미세한 디테일이 있는 부품을 제작할 때 가장 효과적이므로 프로토타입 제작 및 소량 생산에 이상적입니다.

PolyJet

폴리젯은 잉크젯 기술을 사용하여 실리콘 고무와 같은 액체 소재의 작은 방울을 열린 빌드 플레이트에 증착하는 3D 프린팅 기술입니다. 폴리젯 부품은 섬세한 디테일과 고른 표면 마감을 자랑하므로 프로토타입 제작이나 소량 생산에 널리 사용됩니다.

용융 증착 모델링(FDM)

FDM(용융 증착 모델링)은 노즐을 사용하여 TPU와 같은 열가소성 소재를 아크릴 빌드 플레이트에 층층이 압출하는 3D 프린팅 기술입니다. FDM은 이 공정을 통해 생산되는 강력하고 유연한 부품으로 유명하기 때문에 프로토타이핑이나 소량 생산 환경에서 자주 사용됩니다.

전반적으로 실리콘을 사용한 3D 프린팅 및 프로토타입 제작을 위한 재료 후처리 및 기술 선택은 프로젝트 요구 사항에 맞게 조정되어야 합니다. 각 재료 후처리 및 기술에는 장단점이 있으므로 재료 또는 기술을 결정할 때 이러한 요소를 고려하는 것이 중요합니다.

결론

3D 프린팅과 프로토타이핑은 실리콘 고무 부품을 생산할 때 다양한 이점을 제공합니다. 여기에는 디자인 자유도 향상, 정확도 및 정밀도 향상, 생산 비용 절감, 제한된 대량 생산 능력 및 표면 마감 옵션 등이 포함됩니다. 그러나 제한된 생산량이나 표면 마감 요구 사항 등 고려해야 할 몇 가지 단점도 있습니다.

마지막으로 실리콘 고무 부품의 3D 프린팅 및 프로토타입 제작은 의료 기기, 소비재, 산업 생산 등 다양한 산업 분야에서 적층 제조의 새로운 기회를 제공합니다. 기술이 발전함에 따라 3D 프린팅/시제품 제작에 사용할 수 있는 후처리 소재 범위가 더욱 확대되고, 이 과정에서 속도와 효율성이 개선될 것으로 예상됩니다.

전반적으로 3D 프린팅과 프로토타이핑은 사출 성형과 같은 전통적인 제조 공정을 대체할 수는 없지만, 소량 생산과 프로토타이핑을 위한 실행 가능한 대안이 될 수 있습니다. 새로운 재료와 기술이 지속적으로 개발됨에 따라 실리콘 고무 부품의 3D 프린팅 및 프로토타입 제작은 더욱 효율적이고 비용 효율적이 될 것이며, 제조 산업에 새로운 기회와 혁신을 창출할 것입니다.