일본산업뉴스요약

리코, 3D프린터의 신기술 개발
시작품 등의 강도 50% 향상

-- 원료 플라스틱을 균일하게 해 입자 간 틈 방지 --
리코는 3D프린터로 제조하는 시작품 등의 강도를 기존 방법보다 50% 정도 높일 수 있는 기술을 개발했다. 원료 플라스틱을 입자 상태로 가공해 형태를 만드는 방법을 이용함으로써 프린터로 접착할 때에 내부에 틈이 생기는 것을 방지할 수 있다. 디자인 검토 외에도 내구성 등을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다. 2019년 여름 이후의 실용화를 목표로 하고 있다.

새로운 기술은 레이저로 플라스틱 입자를 녹이는 타입의 3D프린터에 응용. 기존에는 동결된 플라스틱을 잘게 부숴 입자 상태로 만들었기 때문에 입자의 형태의 불균형으로 빈틈이 생기기 쉬웠다. 이와 같은 방법은 사출 성형으로 가공할 때에 비해 강도가 낮아진다.

새로운 기술에서는 미세한 구멍을 통해 실 형태로 밀어내 만든 플라스틱을 절단해 입자로 가공한다. 구멍으로 밀어내 실로 만드는 속도와 절단 시, 칼의 왕복 속도 등을 변화시켜 입자의 크기를 수 십~수 백 마이크로미터 범위로 조정할 수 있다.

크기가 약 70마이크로미터(㎛)의 입자를 제작한 결과, 오차는 10㎛ 정도의 범위를 넘지 않았다. 표면이 매끄럽기 때문에 입자가 움직여 틈을 메우기 쉽다. 기존 기술에서는 입자를 체로 거른 후에도 30㎛ 정도의 오차가 발생, 표면이 울퉁불퉁했다.

3D프린터로 조각을 만들어 강도를 자세히 조사했다. 끌어당기는 힘에 견디는 강도는 기존에 비해 50% 정도 향상되었다. 굽히는 힘에는 20% 정도 강해졌다. 사출성형에 비해 비중은 99.5%로, 입자 간 틈이 적다는 사실을 알 수 있었다. 기존에는 95%였다.

이 기술을 이용한다면 3D프린터로 사출성형에 근접하는 80% 정도의 강도로 가공이 가능하다. 시작품을 통해 내구성 등의 기능을 분석해 설계에 활용할 수 있게 된다. 지금까지는 강도가 부족해 디자인 검토 등 용도가 한정되어 있었다. 앞으로 시작품뿐만 아니라 소량 생산 제품에도 이용할 수 있게 될 가능성이 있다.

또한 이 기술은 다양한 종류의 플라스틱에 응용될 수 있다. 리코는 구멍에서 실처럼 밀어낼 때의 온도 및 속도를 연구해 내열성이 높은 PEEK와 내구성이 높은 LCP 등의 특수 플라스틱을 입자로 가공하는데 성공했다. 비용은 기존과 거의 비슷하다고 한다.

리코는 앞으로 3D프린터 외에도 이용이 가능할 것으로 보고 용도를 모색해나갈 계획이다.

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