안녕하세요. 3D 프린팅을 이용한 소량 샘플 제작 전문 업체 다만드러입니다. 다만드러로 들어오는 문의는 제품 컨셉 디자인부터 3D 프린팅을 이용한 시제품 제작, 내구성이 우수한 FRP 소재를 활용한 조형물 제작으로 크게 세 분류를 나눌 수 있습니다. 모두 소량으로 제작할 수 있는 제작 방식에 대한 내용인데요. 오늘은 그 중에서도 3D 프린터 출력 가격을 결정하는 몇 가지 요소에 대해서 안내해드리려고 합니다.
3D 프린팅 기술이 개인도 사용하는 비율이 늘어나고 있을 만큼 상용화되긴 했지만, 여전히 정교한 작업을 위해서는 외주 업체를 찾게 됩니다. 프린팅에 사용되는 재료의 안정성 문제도 전문 3D 출력 대행 업체를 찾는 이유 중에 하나인 것 같습니다.
3D 출력을 해주는 업체에 업무를 맡길 때 가장 궁금해하는 사항은 바로 비용에 대한 부분일 것으로 예상됩니다. 제작 비용에 영향을 주는 요소들을 선정했고 아래에는 견적을 받기 위해 준비되어야 하는 사항과 주의사항까지 함께 안내되어 있으니 순서대로 차근차근 읽어주세요.
부피와 두께
3D 프린팅은 적층 원리를 이용한 제작 방식입니다. CNC 가공 방식은 원재료를 깎아서 제품을 가공합니다. 반면에 3D프린터는 얇은 두께로 밑에서부터 한 층씩 차례대로 재료를 쌓아 올리면서 제품의 형상을 구현합니다. 이와 같은 가공 방식의 차이는 생산성에 큰 영향을 줍니다. 당연한 얘기지만 부피가 클수록 제작에 사용되는 소재의 양이 많아지고 가공 시간도 길어집니다.
3D프린터가 시제품 제작에 유리한 제조 방식이지만 제품의 형상과 크기, 외벽의 적층 두께에 따라서 생산성이 떨어질 수 있습니다. 부피가 큰 제품의 경우 3D프린터 출력시 제품을 여러 파트로 분리하여 분할 가공을 진행합니다. 내구성 등 여러 관점을 고려했을 때 분할 출력보다는 전체를 한 번에 인쇄하는 것이 좋지만 이와 같은 작업이 불가능할 경우에는 여러대의 장비를 사용할 수 있습니다. 이 경우 제품의 생산 조건에 따라서는 가동되는 장비의 수가 증가하기 때문에 추가적인 비용이 발생할 수 있습니다.
대형 3D 프린터를 활용하면 대부분의 제품들은 한번에 가공할 수 있지만 장비의 가격과 유지 보수 비용, 전문 인력 고용의 어려움이 많아서 전문 업체를 통한 외주 생산 방식을 주로 사용하고 있습니다.
3D프린터는 소재를 적층하는 독특한 가공방식을 사용하기 때문에 복잡한 형상이나 중간이 비어있는 형태도 제작이 가능한데, 두께가 두꺼운 제품이 얇은 제품보다 일반적으로 더 높은 비용으로 견적이 산출됩니다. 외관만 반영이 되어도 되는 제품이고 단순 전시용이라면 두꺼운 두께가 필수적이지 않기 때문에 두께 조절을 통해서 출력 비용을 절감할 수 있습니다.
제작 방식과 소재
앞서 여러 게시물에서 확인할 수 있듯이 3D 프린팅에는 다양한 방식이 있습니다. 적층 원리를 기본으로 하지만 사용하는 소재나 구동 기술에 따라서 다른 SLA, FDM, SLS 등 다양한 방식으로 세분화되어 있으며 각 방식이 다른 특징을 갖습니다. 물론 사용하는 소재도 다르기 때문에 소재의 선택에 따라서 제작 방식이 결정되기도 합니다.
FDM(Fused Deposition Modeling) 방식은 열가소성 플라스틱을 녹여서 적층하는 프린팅 방식으로 보급화되어 있는 방식입니다. 다양한 열가소성 플라스틱 소재를 사용할 수 있고 저렴한 방식으로 알려져 있습니다.
FDM에 사용되는 소재는 필라멘트라고 불리는 고체형 소재를 사용합니다. 대표적으로 PLA, ABS, TPU에 대해서 짧게 이야기 해보겠습니다.
PLA(Poly Lactic Acid)는 식물성 원료로 만들어지는 소재이며 강도가 높은 소재입니다. 하지만 열에 약하며 후가공이 어려워서 적층 자국 제거가 어려운 편이라고 알려져 있으며 저렴한 3D 프린터 출력 가격으로 우수한 품질의 샘플을 출력할 수 있어서 다양한 산업 분야에서 샘플 용도로 적용하게 되는데요.
ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)소재는 FDM 방식의 3D 프린터 출력에 가장 많이 사용됩니다. 다른 소재에 비해 저렴하고 강도와 내구성이 높은 소재로 출력 시에 유해물질이 발생해서 개인이 작업하기 어렵고 전문적인 업체를 이용해야 합니다.
TPU(Thermoplastic Polyurethane) 소재는 자주 사용되는 소재는 아니지만 열가소성 플라스틱으로 FDM 방식으로 프린팅이 가능합니다. 우레탄이라는 이름에서 볼 수 있듯이 앞선 PLA와 ABS 소재와는 달리 탄성이 있는 소재랍니다. 단단한 소재 뿐 아니라 유연성이 있는 소재도 3D 프린터에 활용할 수 있다는 점이 신기하지 않나요?
SLA(Stereolithography) 방식은 광경화 원리를 이용해 적층하는 프린팅 방식으로 가장 오래된 역사를 가지고 있으며 액체 재료를 사용합니다. 주로 레진을 사용하게 되는데 출력물 퀄리티가 정교하며, 투명 레진으로 제작한 프린팅 샘플이 필요할 때 많이 사용되며 FDM보다는 제작 비용이 높은 편입니다. 하지만 제작 시간이 오래 걸려서 큰 크기로 제작하기보다는 작은 크기의 제작 사례가 많은 편이에요.
이렇게 투명이 필요하다, 탄성이 있는 소재가 필요하다라고 특정한 요구 사항이 있다면 도입할 수 있는 프린팅 방식이 필터링 되기 때문에 사용되는 소재와 제작 방식에 따라 단가 차이가 발생합니다. 디테일한 표현이 필요 없다면 표면이 조금 거칠고 저렴한 방법을 선택하는 것도 하나의 방법이 될 수 있겠죠? 무엇보다 중요한 것은 우선 순위를 잘 설정하는 것입니다.
후가공
마지막으로 3D 프린터 출력 가격 결정 요소는 바로 후가공 작업입니다. 프린팅은 적층 방식이기 때문에 층의 경계가 드러나기도 하는데요. 특히 FDM 방식은 출력물이 매끄럽지 않아서 층의 경계가 더 잘 보이는 방식입니다. 그래서 깔끔한 표면을 위해서는 매끈하게 사포질을 하는 후가공 작업이 필요합니다. 제작 방식의 특성상 생기는 지지대 제거도 후가공에 속합니다. 원료가 마르는 동안 모양이 무너지지 않도록 제작 단계에서 생기는 지지대는 제품에는 필요가 없는 부분이기 때문에 모양을 모두 만든 후에 제거하고 지지대의 흔적도 지워야 합니다.
소량이기 때문에 수작업으로 진행되는 후가공은 별도 비용이 추가 됩니다.
이렇게 크게 3가지로 나누어 외주 업체에 3D 프린팅 의뢰를 남길 때 고려하면 좋을만할 출력 가격 결정 요소를 알려드렸습니다.
금형을 이용한 사출 방식은 수량이 많아질수록 단가가 저렴해지지만 3D 프린팅은 다품종 소량 생산에 최적화되어 있기 때문에 여러 개를 제작해도 개당 단가에는 큰 영향이 없습니다. 원하는 인쇄물의 특성과 3D 프린팅 방식에 대해 충분한 내용을 습득하시고 3D 프린터 출력 가격을 줄일 수 있는 방법을 고민해보시길 권장 드립니다.