3D 프린팅은 디지털 모델 또는 CAD 모델을 기반으로 실제 물체를 제작하는 공정입니다. 이 과정은 재료를 층층이 적층하거나, 결합하거나, 경화시키는 방식으로 진행됩니다.
이 기술을 활용하면 크기, 형태, 색상과 상관없이 거의 모든 사물을 디지털로 재현할 수 있습니다.
3D 프린팅은 최신 기술 중 하나로, 기계 제조를 포함한 다양한 산업 분야에서 새로운 혁신을 이끌 기술로 주목받고 있습니다.
SCANTECH의 고정밀 휴대용 3D 스캐너는 제품 디자이너와 엔지니어가 다양한 크기의 대상물을 정밀하게 스캔하고, 3D 프린팅에 적합한 고정도 디지털 모델을 생성하는 데 도움을 줍니다.
그렇다면 3D 디지털화 기술은 어떻게 3D 프린팅 산업의 도약을 가능하게 만들까요?
3D 프린팅은 고급 기술과 엄격한 품질 관리가 요구되는 공정입니다. 제품을 제조하는 한, 품질 검사는 반드시 필요합니다.
SCANTECH는 자동화된 대량 검사에 대한 완성도 높은 솔루션을 제공합니다. SCANTECH가 제공하는 산업용3D 스캐너는 최대 0.020mm의 정확도를 제공하며, 대부분의 3D 프린팅 부품 검사 요구를 충족시킬 수 있습니다.
영상에서 볼 수 있듯이, 3D 프린팅된 부품을 3D 스캐너로 스캔하여 컬러 맵을 생성하고, 이를 원본 CAD 모델과 비교할 수 있습니다. 이 방식으로 부품의 적합 여부를 한눈에 파악할 수 있습니다.
또한 검사 기준에 따라 비교 템플릿을 미리 설정해 단면 편차, 중심 거리, 외곽 윤곽, 평탄도, 중심 좌표 등 다양한 항목을 검사할 수 있습니다. 각 부품은 템플릿에 따라 자동으로 하나씩 검사되며, 검사 보고서도 자동으로 생성됩니다.
이 빠르고 효율적인 검사 방식은 두 가지 방법으로 활용할 수 있습니다.
첫 번째는, 출력이 완료된 3D 프린팅 부품을 스캔해 표준 도면과 비교하고 품질을 분석하는 것입니다. 이를 통해 3D 프린팅이 얼마나 안정적으로 이루어졌는지를 평가하고, 자동으로 검사 보고서를 생성할 수 있어 최종 사용자가 신뢰할 수 있는 고품질 제품을 제공할 수 있게 됩니다.
두 번째는, 같은 배치 또는 서로 다른 배치의 부품들을 비교해 3D 프린터의 출력 품질이 얼마나 일정한지를 확인하는 데 사용됩니다. 이 분석 결과는 3D 프린터의 성능을 개선하고, 더 안정적인 프린터를 개발하는 데에도 큰 도움이 됩니다.
SCANTECH의 파트너사는 3D 레이저 스캐닝 기술을 활용해, 손상된 부품을 자동으로 복원하는 스마트 레이저 솔루션을 고객에게 제공합니다.
아래 이미지에서는 손상된 부품을 3D 스캐너로 스캔해 데이터를 확보하고, 설계 소프트웨어를 사용해 정밀한 3D 모델을 역설계한 뒤, 프로그램 설정과 경로 계획을 통해 부품을 자동으로 복원하는 전체 과정을 확인할 수 있습니다.
이처럼 3D 스캐닝과 자동 복원 기술이 결합되면, 제조업에서 생산 효율성과 품질을 동시에 높일 수 있습니다.
의료 분야를 예로 들면, 환자마다 신체 구조가 다르고 인체 자체가 복잡하기 때문에, 환자의 상태에 맞춘 맞춤형 보조기 설계가 치료에 필수적입니다. 3D 스캐닝과 3D 프린팅 기술의 결합은 고정밀 맞춤 제작을 가능하게 하여, 의료진이 환자에게 더욱 정밀한 치료를 제공할 수 있도록 돕습니다.
사례 소개: 척추 보조기 제작
SCANTECH의 파트너사 중 하나인 상하이 TPM3D는 3DeVOK 비접촉식 3D 스캐너와 나일론 3D 프린팅 기술을 활용해 환자 맞춤형 척추 교정기를 제작했습니다.
이 교정기는 기존의 석고 보조기보다 제작 시간이 짧고, 더 가볍고 통기성이 우수합니다. 또한 방수 및 항균 기능도 갖추고 있어 장기간 착용에 적합합니다. 정형 효과는 그대로 유지하면서도 훨씬 더 편안한 착용감을 제공합니다.
예술 및 디자인 분야에서 3D 스캐닝 기술은 조각 작업을 위한 원형 데이터를 디자이너가 손쉽게 확보할 수 있도록 도와줍니다. 이후 3D 프린팅을 통해 대량 생산 또는 파생 작품 제작이 가능해지며, 이 두 기술의 결합은 예술 분야에서 매우 다양하게 활용될 수 있습니다.
예를 들어, 저희는 상하이 UnionTech와 협력하여 아티스트 Lu Renjie가 고대 중국 신화 세계인 『산해경』을 재현하는 프로젝트를 지원했습니다. 점토 조각은 장기 보존이 어려운 특성이 있어 전시 효과를 극대화하기 위해 3D 스캐닝과 3D 프린팅 기술을 도입하여 총 809개의 정교한 전시품을 제작했습니다.
기존 방식의 한계를 뛰어넘어, 신화 속 환상적인 세계를 생생하게 구현하는 데 성공했습니다.
또한 고정밀 레이저 스캐너로 얻은 데이터는 조각, CNC 등과 같은 다중 공정 제조에 사용할 수 있으며, 다양한 요구 사항에 따라 해당 공정을 선택하여 다양한 크기의 파생 작품을 제작할 수 있으며, 이는 "산해경"의 지식 재산(IP)에 대해 여러 비즈니스 조건의 형태로 강력한 지원이 될 수 있습니다.
젊은 소비자의 수요 증가에 따라 자동차 산업은 빠르게 개인화 시대로 전환되고 있으며, 이에 발맞춰 자동차 애프터마켓 분야에서도 맞춤형 솔루션에 대한 수요가 확대되고 있습니다.
3D 스캐닝 기술은 리어 스포일러 장착, 와이드 바디 개조, 실내 구성 변경, 배기 시스템 튜닝 등 다양한 부품에 대해 정확한 형상 데이터를 확보하고, 정밀한 설계 및 제작을 가능하게 합니다.
스캔 데이터를 기반으로 한 3D 프린팅 기술은 복잡한 형상의 부품도 빠르게 시제품화하거나 소량 생산이 가능하며, 반복적인 수정 없이 한 번의 설계로 생산성과 품질을 모두 확보할 수 있다는 장점이 있습니다.
이처럼, 정확한 형상 측정과 고속 출력이 결합된 3D 디지털화 기술은 자동차 부품 개발 및 최적화 과정에서 시간과 비용을 절감하고, 제품 완성도를 향상시키는 핵심 솔루션으로 자리 잡고 있습니다.
SCANTECH는 쿤보야 지능제조연구소(Kuenboya Institute of Intelligent Manufacturing)와 협력하여, 허베이성 한단시 예성 박물관(Yecheng Museum)에서 출토된 문화유산을 고정밀 3D 스캐너로 스캔하고, 정밀 데이터를 디지털로 아카이빙했습니다. 이는 향후 문화재의 정밀 연구 및 복원 작업에 활용될 수 있습니다.
또한, 3D 프린팅 기술을 활용해 실물과 동일한 크기의 1:1 복제 모형을 제작, 전시용으로 활용함으로써 운송 및 전시 중 진품 문화재의 손상을 방지할 수 있습니다. 이처럼 원본 유물의 안전을 확보하면서도, 관람객에게는 문화재를 더욱 가까이에서 체험할 수 있는 기회를 제공합니다.
2021년, SCANTECH는 중국 윈난성 루펑 지역에서 진행된 ‘공룡 화석의 디지털 수집 및 복원’ 프로젝트 전 과정에 참여하였습니다.
고정밀 트래킹 방식의 3D 스캐너를 통해 새롭게 발굴된 공룡 화석의 질감과 형상 데이터를 정밀하게 수집하고, 이를 기반으로 3D 모델을 생성했습니다. 이후 3D 프린팅 기술로 공룡 골격을 복원해 약 2억 년 전 루펑고사우루스(Lufengosaurus)의 형태 진화를 추정할 수 있었습니다.
미세한 균열까지 재현 가능한 스캐닝 정확도와 최신 고강도 광경화 수지 소재의 적용으로, 과학 전시용 복제물 제작에도 효과적으로 활용되었습니다.
3D 스캐닝과 3D 프린팅이 완료된 후에는 출력된 복제물을 통해 공룡의 외형을 정확하게 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 과학자들은 고정밀 3D 데이터를 바탕으로 보다 정밀한 연구를 수행할 수 있습니다. 이를 통해 공룡의 생태, 동시대 생물과의 관계, 당시의 환경 조건 등에 대한 과학적 분석이 가능해졌습니다.
SCANTECH는 3D 디지털화 기술을 기반으로 3D 프린팅의 활용 범위를 확장하며, 다양한 산업 분야에 적용 가능한 솔루션을 제공합니다.
앞으로도 3D 프린팅 기업들과 긴밀히 협력하여, 단독으로는 해결하기 어려운 디지털화 과제를 함께 해결해 나갈 것입니다. 고객에게는 보다 완성도 높은 3D 디지털 솔루션을 제공하고, 3D 기술이 실제 산업 현장에서 효율적으로 활용될 수 있도록 지원하겠습니다.
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