3D프린터 기술과 관련주 ② : 액조광경화(VPP) 방식과 SLA 3D프린터

일명 ‘이갈이’라고 불리는 진료를 받은 적이 있습니까? 눈을 감고 있기 때문에 정확하게 본 적은 없겠지만 치아에 뭔가 액체를 바르고 조금 따뜻한 빛을 치아 쪽을 비추는 진료입니다.치아에 바른 액체는 의료용 레진입니다. 레진이 치아에 붙기 쉽고 딱딱해지도록 UV 램프를 치아에 비춘 것입니다. 이런 메우기 진료 경험이 있으신 분들이라면 오늘 알아보는 액조광경화(VPP) 방식의 3D 프린터를 다 이해하셨다고 볼 수 있습니다.(응?) 액조광경화방식에는 SLA, DLP, LCD방식이 있습니다. 이번 포스팅에서는 액조광경화를 이해하고 SLA 기술에 대해서만 살펴보고 다음 포스팅에서 나머지를 다루려고 합니다. 그럼 바로 출발합시다.

(왼쪽) SLA 3D 프린터 출력 모습 / (오른쪽) SLA 3D 프린터 작동 방식 액조광경화(VPP) 정의와 SLA 3D 프린터

“액체 조광 경화”이란 단어가 어렵게 들립니다. 하나씩 풀어 보면 간단합니다. 특정한 빛(파장)을 받자 굳었다(경화)액체가 있습니다. 이 액체를 물통에 쏟고, 레이저광으로 조사하고 액체를 고체로 변화시키고 3차원 물체를 만드는 방식입니다. 액체 재료를 물통에 쏟는 방법을 액체 조광 경화(VPP)고 이해하세요.대표적인 액조 광경 기술은 세계적인 3D프린터 업체 3Dsystems의 SLA(Stereo Lithography Apparatus)입니다. 세계 최초로 상용화된 3D프린터 기술이기도 합니다. 3Dsystems창업자 Chuck Hull박사가 개발된 특허를 출원했습니다. 위의 사진을 보면 오렌지 색의 수조(침대)에 보라 색의 액체가 가득 들어 있습니다. 보라 색의 액체가 빛을 쬐면 굳어지는 광경 화성 소재입니다. 침대 수조의 하단에서 나오는 빛(레이저)을 조사하고 기존에 만들어진 물체와 하나씩 붙이면서 3차원 물체를 만들고 있습니다.액체 조광 경화(VPP)방식:수조에 레진(액체)을 넣고 빛을 이용하고 3차원 물체를 만드는 방식 SLA기술:3Dsystems에서 개발한 레이저(빛)을 이용하는 기술(DLP, LCD는 레이저를 이용하지 않는다)

액조광경화(VPP)의 두 가지 출력 방식

액체 조광 경화 방식에는 오늘 알아 본 SLA와 DLP, LCD방식도 있습니다. 3가지 방식 함께 2개의 출력 방식의 하나를 선택합니다. Bottom-Up또는 Top-Down방식입니다.출력 결과가 아래에서 위로 이동하거나 반대로 위에서 아래로 이동하는지의 차이입니다. 우선, 상기의 SLA 3D프린터는 출력물을 지탱하는 침대가 위에 움직이는 Bottom-Up방식이었습니다. 두가지 방식의 차이를 요약하면 다음과 같이 됩니다.[Bottom-Up]출력물을 지탱하는 침대가 수직상에 이동하고 출력물이 거꾸로 매달린 형태로 출력된다.장비 제조가 쉽지 상대적으로 장비 단가가 싼 방식(데스크탑용 SLA의 대부분이 이 방식)출력물이 중력의 영향을 받고 안정성이 낮은 것이 있는[Top-Down]침대가 수직 아래로 이동하고 출력물 안전성이 높은 장비 대형화에 쉽지 장비 출력 사이즈가 크거나 산업용 장비와 많이 채용하는 방식 초도 가동 시에 레진을 100% 세워야 하며 초기 가동 비용이 비싼 장비 단가가 높은 편

(왼쪽) 출력후 출력물 침대탈부착 / (오른쪽) 출력물의 레진세척작업액 조광경화와 SLA 3D프린터의 장/단점

액체 조광 경화 방식을 채용하는 SLA, DLP, LCD장비는 정확도와 정확도가 재료 압력 출신 방식(MEX-FFF/FDM)3D프린터보다 훨씬 뛰어납니다. 학교와 공공 기관에서는 재료 압력산 방식을 많이 이용하고 있지만 산업계에서는 액체 조광 경화 방식을 더 많이 이용하고 있습니다. 대표적으로 의료/치과 업계에서 적극적으로 활용하고 있습니다.그러나 액체 조광 경화 방식의 단점은 B2B를 중심에만 성장할 수 있다는 것입니다. 우리가 생각하는 대중화, 보급형 개인형 3D프린터로 발전 가능성은 0%에 수렴합니다. 그 이유는 유해성이 많기 때문입니다. 출력 후는 화학물 레진을 닦아내고 알코올로 세척하는 작업이 꼭 필요합니다. 매우 해로운 작업이라고 말할 수 있습니다. 그리고 장비 가격과 광경 소재도 높은 편입니다.[액체 조광 경화 3D프린터의 오랜/단점](장점)재료 압출 방식(MEX)에 비해서 품질이 매우 우수, 얇고 미세한 표현력이 뛰어나다(주얼리, 치과, 피겨 등 섬세한 산업에서 많이 이용)(단점)유해 화학물의 안전 위험성이 있어, 출력 후의 알코올 후 세척 및 UV경화 등의 번거로움 존재, 약한 내구성, 상대적으로 비싼 장비 및 소재 단가[SLA 3D프린터장/단점](장점)액 조광 경화 방식 중에서도 가장 뛰어난 정밀도, 정밀(단점)DLP속도가 비교적 느리다.SLA 3D 프린터 관련주(연관업체)SLA 3D프린터는 사용이 번거로운 유해성이 있지만 매우 뛰어난 출력 품질을 보유하고 B2B중심으로 성장하고 있습니다. 네이버에서 “3D프린터 치과”을 검색하면 정말 많은 업체가 쓰고 있어요. 그 외에도 보석 같은 섬세한 표현력이 중요한 제조 분야에서도 잘 써집니다.SLA 3D프린터의 결과물을 완성품으로 사용하는 경우가 흔하지만, 소재의 내구성이 약하기 때문에 주로 시제품(목업/프로토 타입)으로 활용합니다. 의료 업계는 성장성이 크게 주목되고 있지만 제조 완성품으로 사용에는 한계가 있다고 생각하세요.하이 비젼 시스템(자회사 큐ー비콤/코스닥):국내의 카메라 모듈 검사 장비를 만드는 코스닥 상장 기업입니다. 자회사로 큐ー비콤다는 3D프린터 회사를 차리고 액체 조광 경화 3D프린터를 개발 및 판매하고 있습니다. 산업용 Top-Down방식의 SLA 3D프린터를 판매했으며 3D프링팅못크업자의 글루크 업체와의 협력을 통해서 여러 실증을 실시하고 있습니다.3Dsystems(나스닥):액체 조광 경화 3D프린터를 처음 개발한 회사에서 여러 SLA 3D프린터를 보유하고 있습니다. 특히 NextDent시리즈가 치과 업계에서 많이 사용되었음을 알고 있습니다.SLA방식은 2007년 특허가 풀렸습니다. 그 뒤 금속 3D프린터로 유명한 독일의 EOS, 재료 압력산 방식을 처음으로 상용화한 미국의 Stratasys등 여러 업체가 개발 및 판매하고 있습니다. 곧 상장한다는 소식이 있는 미국의 Formlab사가 Bottom-Up방식의 데스크 톱 SLA3D프린터에서는 가장 유명합니다.(Form시리즈)※저자의 지식 수준은 충분히 다른 경우가 있습니다. 피드백은 코멘트를 부탁합니다.SLA 3D 프린터는 사용이 번거롭고 유해성이 있지만 매우 우수한 출력 품질을 보유하여 B2B 중심으로 성장하고 있습니다. 네이버에서 ‘3D프린터 치과’를 검색하는 것만으로도 정말 많은 업체들이 사용하고 있다는 것을 알 수 있습니다. 그 외에도 쥬얼리와 같은 섬세한 표현력이 중요한 제조 분야에서도 많이 사용됩니다.SLA 3D 프린터의 결과물을 완제품으로 사용하는 경우가 많지만 소재의 내구성이 약하기 때문에 주로 시제품(목업/프로토타입)으로 활용합니다. 의료업계에서는 성장성이 크게 주목받고 있지만 제조 완제품으로 사용하기에는 한계가 있다고 보시면 됩니다.하이비전시스템(자회사 큐비콘/코스닥) : 국내 카메라 모듈 검사장비를 만드는 코스닥 상장사입니다. 자회사로서 큐비콘이라고 하는 3D프린터 기업을 설립해 액조광경화 3D프린터를 개발 및 판매하고 있습니다. 산업용 Top-Down 방식의 SLA 3D 프린터를 판매하고 있으며, 3D 프린팅 목업체인 그루크 업체와의 협력을 통해 다양한 실증을 진행하고 있습니다.3D Systems(나스닥) : 액조광경화 3D프린터를 최초로 개발한 회사로 다양한 SLA 3D프린터를 보유하고 있습니다. 특히 NextDent 시리즈가 치과 업계에서 많이 사용되고 있는 것으로 알려져 있습니다.SLA 방식은 2007년 특허가 풀렸습니다. 이후 금속 3D 프린터로 유명한 독일의 EOS, 재료 압출 방식을 최초로 상용화한 미국의 스트라타시스 등 여러 제조사가 개발 및 판매하고 있습니다. 곧 상장한다는 이야기가 있는 미국의 Formlab사가 Bottom-Up 방식의 데스크톱 SLA 3D 프린터로는 가장 유명합니다. (Form 시리즈) ※ 저자의 지식 수준은 충분히 다를 수 있습니다. 피드백은 댓글 달아주세요.

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