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[소비재] 3D 프린팅 스피커를 사용해 새롭게 진화하는 Node-Audio의 Hi-Fi 사운드

2021-04-20 16:51

[소비재] 3D 프린팅 스피커를 사용해 새롭게 진화하는 Node-Audio의 Hi-Fi 사운드new

<< 프린팅 방식: SLS >>


 

 

 

  Node_HYLIXA_Cabinet4-s.jpg

 

 

  • 과제
    • 대형 박스 스피커의 성능을 가지고 있으면서 동시에 작은 크기로 심미적인 즐거움을 제공하는 데 최적화된 Hi-Fi 라우드스피커를 개발하여 생산해야 합니다.

 

  • 해결 방안
    • 3D Systems의 선택 레이저 소결법(SLS) DuraForm® GF 소재로 원형 제작 및 생산에 적합한 적층 제조를 이용하여 혁신적인 스피커 설계를 촉진합니다.

 

  • 결과
    • 스피커 캐비닛 내부에서 1.6미터까지 감긴 나선형 전송로를 개발하여 특허 출원 중
    • 유리 충전 나일론 소재의 음향 호환성
    • 가공 및 도색이 가능한 고품질 표면 마감 처리를 통한 하이-엔드 마감
    • 독보적으로 아름다운 디자인과 스피커의 다이내믹 레인지 우수성에 대한 Hi-Fi 업계의 인정

 

 

거의 모든 Hi-Fi 장비들은 라이브 성능의 사운드 품질을 갈망하지만 이러한 제품들은 대부분 경쟁 제품인 박스 스피커와 제조 방식이 크게 다르지 않습니다. Node-Audio HYLIXA 라우드스피커는 선택 레이저 소결법(SLS)이라는 3D 프린팅 기술을 사용해 독자적이고 복합적인 캐비닛 구조를 개발함으로써 Hi-Fi 산업에 획기적인 돌파구를 마련하여 새로운 발전 방향을 제시하고 있습니다. 산업 디자이너이면서 Node의 공동 창업자인 David Evans에 따르면 이렇게 새롭고 획기적인 스피커는 3D 프린팅으로 생산되는 것만은 아니라고 합니다. 적층 제조에서 제공하는 기능 역시 커다란 영감을 불러일으켰다고 말했습니다.

 

높은 가치의 제품을 개발할 수 있는 기회를 포착하라

산업 설계자인 Ashley May David Evans Hi-Fi 업계에 발을 들여놓고 이전에는 절대 불가능했던 일을 할 수 있다는 기회를 마주했습니다. 생산 시설에서 3D Systems SLS 3D 프린터에 대한 접근이 가능해지면서 이마를 맞대고 상의하여 적층 공정의 이점을 통해 우수한 고성능 제품을 개발하기에 이르렀습니다.

 

Evans "설계자로서 새로운 출발을 알리는 셈입니다. 우리는 항상 특정 방법으로 제조할 수 있도록 설계하는 방법에 집착하였지만 이번 기술 도입으로 기존에 알던 지식을 창문 밖으로 던져버리고 상상의 문을 열어 현실로 바꿀 수 있게 되었습니다."라고 밝혔습니다.

 

선택 레이저 소결법(SLS)이란 분말 소재를 자체적으로 지원되는 빌드 스타일로 융합하는 적층 제조 기술을 말합니다. 레이어를 하나씩 적층하는 제조 공정이기 때문에 기존 제조 방식과 비교하여 훨씬 더욱 복잡할 뿐만 아니라 유기적인 형상의 구성품까지 구현할 수 있습니다.

 

HYLIXA 스피커는 캐비닛 내부에서 1.6미터까지 감긴 나선형 전송로가 특징이며, 현재 특허 출원 중입니다..jpg

HYLIXA 스피커는 캐비닛 내부에서 1.6미터까지 감긴 나선형 전송로가 특징이며, 현재 특허 출원 중입니다.

 

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Node 팀은 캐비닛 내에서 다른 구성품을 중첩하여 각 SLS 빌드를 극대화합니다.

 


 

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Node는 3D 프린팅을 사용해 이전에는 상상도 못했던 성능에 최적화된 제품을 통해 자사를 차별화하는 데 전념하고 있습니다.

 

3D 사운드 시뮬레이션을 통한 이상적인 설계 반복

Evans May는 산업 설계 구성품을 제어할 수 있게 되면서 조각물과 같은 심미적 아름다움과 함께 생생한 경험에 필적할 정도로 높은 오디오 품질을 약속하는 라우드스피커를 개발한다는 비전을 세우고 음향 엔지니어에게 도움을 요청하여 새로운 라우드스피커의 기술 개발을 전개하였습니다.

 

개발 공정은 Evans May 3D 설계부터 시작되었고, 이어서 다음 반복 작업을 알아낼 목적으로 전문적인 3D 오디오 시뮬레이션 소프트웨어를 실행하였습니다. 먼저 시뮬레이션 출력으로 개발 팀이 원했던, 차원 높은 사운드를 확인하고 나서 원형을 제작하여 점차 개선하면서 마침내 Node의 플래그십 제품인 HYLIXA를 개발하는 데 성공했습니다.

 

HYLIXA 스피커는 특허 출원 중인 나선형 전송로가 1.6미터까지 감겨서 원추형 캐비닛 내부에 내장되어 있는 것이 특징입니다. 이 전송로는 전용 베이스 드라이버에서 연결되어 미드와 트위터 주위에 있는 원형 방출구를 통해 사운드를 내보냅니다. 둥근 모양의 캐비닛은 일체형으로 설계 및 제조되기 때문에 모서리에서 회절 현상(사운드 정밀도가 떨어지는 현상)이 일어나지 않습니다. 따라서 사운드가 자연스럽게 전파되어 음악을 감상하는 경험도 한층 개선됩니다. Hi-Fi 음악 장비 웹사이트인 The Ear에 실린 리뷰 에 따르면 “[HYLIXA] [복합적인] 음악일수록 더욱 생생한 사운드를 전달하여 대부분 스피커에서 발생하는 문제를 걱정할 필요 없습니다.”

 

 

설계 및 생산을 통한 기술 극대화

 

Node Audio의 HYLIXA 라우드스피커.jpg

Hi-Fi 리뷰에 따르면 HYLIXA는 복합적인 음악일수록 더욱 생생한 사운드를 전달합니다.

 

 

HYLIXA 스피커의 생산과 원형 제작은3D Systems sPro™ 60 SLS프린터에서 이루어졌습니다. 이 스피커는 2개가 한 세트로 판매되지만 각각 프린터의 빌드 볼륨(381mm x 330mm x 460mm)에서 따로 프린트됩니다. Evans는 개발 팀이 스피커 캐비닛 내부에서 나머지 구성품들을 중첩시켜 각 빌드를 극대화한다고 밝혔습니다.

 

HYLIXA의 캐비닛과 전면 배플 구성품은 유리가 충전된 엔지니어링 플라스틱 소재인DuraForm® GF로 프린트되어 표면 마감 처리가 우수할 뿐만 아니라 가공 및 도색도 가능합니다. Node HYLIXA 캐비닛에 체계적인 후처리 기법을 적용하여 모든 소재를 처리함으로써 어떤 마감이든지 고객이 원하는 표면 품질을 구현합니다.

 

Evans우리는 원형 제작 공정을 통해 실제로 DuraForm GF의 음향 효과가 우수하다는 점을 알아냈습니다. 만져보면 마치 세라믹 같은 표면 품질에 가까워서 구조적으로나 음향적으로 커다란 도움이 되었습니다. 설계자로서 SLS 생산 기술을 마음껏 활용하여 내부 구조를 만들었을 뿐만 아니라 사운드만큼 아름다운 디자인을 설계할 수 있었습니다.”라고 설명했습니다.

 

"구성품을 3D 프린트할 때마다 모두 한 가지 이유가 있었습니다. 3D 프린팅 기술은 어떤 방식으로든 제품에 도움이 되어 모든 것을 극대화하였기 때문입니다."라고 Evans는 덧붙였습니다.

 

산업 및 미래 제품의 도래

 

SLS 기술로 생산된 라우드스피커인 HYLIXA를 근접 촬영한 사진.jpg

Node는 프린트를 마친 HYLIXA 구성품을 체계적으로 후처리하여 고객들에게 맞춤형 마감 옵션을 다양하게 제공하고 있습니다.

 

Node 2019년에 HYLIXA를 출시한 이후 다수의 스피커를 Hi-Fi 업계 전문가에게 보내 편견 없는 평가를 받았습니다. 평가 결과 "파격적이다", "남다르다", "매력적이다" 같은 얘기를 듣기도 했지만 Hi-Fi+ 매거진은 "우수한 다이내믹 레인지" "믿을 수 없을 정도로 우수한 사운드"를 전달한다며 스피커를 극찬하였습니다.

 

Evans "솔직히 처음에는 이렇게 엄청난 피드백을 받을 것이라고 기대하지 못했습니다."라며 기뻐했습니다. 이제 업계의 인정을 받고 있는 Node는 더욱 다양한 전략을 갖추고 앞으로 성장할 수 있는 기회를 기다리고 있습니다. Evans는 현재로선 앞으로 어떤 일이 있을지 "알 수 없지만" Node는 계속해서 현재 공정에 전념할 것이라고 말했습니다. 3D 프린팅은 불가능을 가능으로 만들어 스스로 차별화하겠다는 회사 전략에서 가장 중요한 부분을 차지하고 있습니다.

 

SLS를 위한 설계에 대해 자세히 알고 싶으신가요? 웨비나에서 확인하세요.

 

Node는 캠브리지 생산 공장에 전용 청음실을 갖추고 있습니다자세한 내용은 node-audio.com에서 확인할 수 있습니다.

 

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3D Systems, 적층 제조 산업 소재 포트폴리오 확대

2021-04-20 16:03

3D Systems, 적층 제조 산업 소재 포트폴리오 확대new

 

3D 시스템즈(3D Systems)는 제조업체가 보다 광범위한 응용 분야에 적용 가능한 플라스틱 소재 포트폴리오와 관련해 몇 가지 혁신적 소식을 발표했다.

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK: 높은 연신율로 유연성과 강도, 내구성을 확보한 탄성

Accura Fidelity: 중형에서 대형에 이르는 경량 주조 패턴 작업을 지원하며 주조 수율 향상을 보장하는 초저점도의 안티몬 프리 SLA 레진

Figure 4 JEWEL MASTER GRY: 쥬얼리 워크플로우의 새로운 지평을 열 신소재

 

Figure 4® RUBBER-65A BLK, Accura® FidelityTM, Accura Bond, Accura Patch Figure 4 JEWEL MASTER GRY와 같은 소재는 Figure 4프린터와 광조형(SLA) 프린팅 기술에 적합하게 설계되었다. 3D Systems  소재 포트폴리오를 계속해서 확대해 나가면서 생산 응용 분야에 새로운 혁신을 일으키고 있다.

 

3D Systems의 플라스틱 부서 전무 및 총괄 관리자 Menno Ellis당사 팀은 보다 광범위한 응용 분야를 고려해 플라스틱 포트폴리오 전반에 걸친 신소재 개발을 계속하면서, 고객이 필요에 가장 적합한 소재를 간편히 선택할 수 있도록 주요 테스트 결과 및 성능 사양을 데이터 시트로 제공해 왔습니다. 당사의 소재 과학 및 기술 전문팀은 고성능 소재 엔지니어링에 관한 수십 년의 경험을 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 고객이 경쟁 우위를 유지할 수 있도록 정확하고 경제적이며 반복 가능한 결과를 제공합니다.”라고 밝혔다.

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK – 다양한 산업 분야에 적합한 생산 등급 탄성 소재

회사의 생산 등급 탄성 소재 포트폴리오를 토대로, 3D Systems Figure 4 RUBBER-65A BLK를 소개했다. 기존에 출시된 Figure 4 탄성 소재로는 내구성이 높고 단단한 탄성 소재인 Figure 4 RUBBER-BLK 10과 유사 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10 이 있다.

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Figure 4 RUBBER-65A BLK

 

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Figure 4 RUBBER-65A BLK는 다양한 산업 분야에 적합한 생산 등급 탄성 소재다.

 

 

 

이번에 개발된 Figure 4 RUBBER-65A BLK은 높은 연신율로 유연성과 뛰어난 내구성으로 환경 안정성을 장기간 유지하도록 설계되었으며 UL94 규격 테스트를 거쳤다. 이와 같은 특성 덕분에 고도로 정밀하면서도 서포트로 인한 흠집 또한 최소화되는 탄성 부품을 최종적으로 생산할 수 있으며, 따라서 에어 및 분진 개스킷, 전자기기용 밀봉재, 진동 완충 장치, 파이프 스페이서 등을 제작하는 데 적합하다.

 

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Figure 4 RUBBER-65A BLK를 사용해 생산한 러버캡

 

Figure 4 RUBBER-65A BLK ISO 10993-5 ISO 10993-10 표준을 준수해 생체 친화적이며 손잡이와 핸들은 물론 부목이나 교정기의 패드 등을 생산할 때도 활용할 수 있다. Figure 4 RUBBER-65A BLK 3D Systems Figure 4 기술로 생산된 부품은 2차 열 후경화가 필요한 유사한 경쟁 소재에 비해 신속하게 제작할 수 있다.

 

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Figure 4 RUBBER-65A BLK와 유사한 기존 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10

 

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 Figure 4 RUBBER-65A BLK와 유사한 기존 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10를 이용한 배드민턴 셔틀콕

 

Imperial College London 기계공학과의 Matthew Cavuto기계공학도이자 의료 기기 설계자의 입장에서, Figure 4 RUBBER-65A BLK처럼 튼튼한 탄성 소재의 용도는 매우 다양하다고 생각됩니다. 맞춤형 밀봉 그로밋이나 감쇠재, 또는 부드러운 촉감의 손잡이 등은 수많은 예시 중 몇 가지에 불과합니다. 무엇을 생산하든 간에 이러한 소재를 사용하면 Figure 4를 통한 시제품 제작의 가능성은 확장될 것이고 공정은 간소화되리라고 봅니다. 기능적인 측면에서 Figure 4 RUBBER-65A BLK는 매우 인상적입니다. 적절한 부품 및 분야에 사용된다면 우수한 인열강도와 독보적인 프린팅 품질을 보장합니다.”라고 평했다.

 

 

3D Systems의 다른 모든 생산 등급 소재와 마찬가지로 Figure 4 RUBBER-65A BLK 또한 생산 성능 특성, 생산 기계 특성, 생산 테스트 규격이라는 고객의 세 가지 주요 니즈를 고려해 적층 제조에 적합하도록 특별히 설계되었다.

 

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Figure 4 RUBBER-65A BLK와 유사한 기존 고무 물성의 Figure 4 ELAST-BLK 10로 제작한 매니폴드 어댑터

 

이는 3D Systems 2020 3월 일부 Figure 4 소재와 관련해 장기적 실내외 환경 안정성, 유전 특성, 가연성, 생체 친화성, 화학적 친화성 등의 데이터를 발표할 당시 채택한 포괄적 테스트 규격인 ASTM ISO 규격을 따른 것이다. 해당 소재는 2020 6월 말에 출시될 예정이다.

 

새로운 매몰 주조 소재로 주조 공정 최초의 플랫폼

3D Systems는 약 30년 전 전통적인 패턴 세공 기술로는 불가능했던 복잡한 기하형상 및 설계 최적화를 공구 없이도 가능하게 한 최초의 3D 프린팅 주조 패턴을 시장에 선보인 바 있다.

 

이후 3D Systems QuickCast® 공정은 여러 주조업체의 신뢰를 받으며 중대형의 고정밀 3D 프린팅 매몰 주조 패턴 직접 생산을 지원해 왔다. 3D Systems는 오늘 이처럼 큰 신뢰를 받아 온 플랫폼을 한층 더 개선하기 위해 새로운 주조 소재 한 가지와 후처리 소재 두 가지를 소개했다.

 

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Accura Fidelity는 번아웃이 깔끔한 초저점도의 안티몬 프리 광조형(SLA) 레진으로, 티타늄과 알루미늄 합금 등 다양한 주조용 금속에 패턴을 생성하도록 설계되었다.

 

Accura Fidelity는 번아웃이 깔끔한 초저점도의 안티몬 프리 광조형(SLA) 레진으로, 티타늄과 알루미늄 합금 등 다양한 주조용 금속에 패턴을 생성하도록 설계되었다. 3D Systems QuickCast 프로세스에 포함되어 사용될 경우 중형에서 대형에 이르는 크기의 경량화 주조 패턴을 간편하고 빠르게 선보일 수 있어 주조 수율을 한층 개선한다.

 

 

3D Systems On Demand의 작업 감독관 Nancy Holt는 다음과 같이 밝혔다. “새롭게 출시된 광조형 프린팅용 Accura Fidelity 소재 덕에 QuickCast 매몰 주조 패턴의 후처리가 개선되었습니다. 소재의 점도가 낮아 배수 기능이 향상되며 패턴을 신속하게 정리할 수 있기 때문에, 전면 생산 시작 시 처리량이 최대 30% 상승할 것으로 예상됩니다. 주조성 관련 극한 테스트에서도 주조업계 고객들에게서 매우 긍정적인 피드백을 받고 있습니다. 당사의 고객사 중 하나인 SeaCast Accura Fidelity를 활용한 QuickCast 패턴이 공정 중 매우 원활히 주조되었으며 최종 금속 제품의 품질 또한 매우 만족스러웠다고 전했습니다.”

 

3D Systems는 또한 Accura Patch, Accura Bond와 함께 UV 경화가 가능한 종류의 후처리 소재를 소개했다. Accura Patch는 후처리 중 QuickCast 패턴의 배수구를 메울 용도로 설계된 고점도 소재이며, 또 다른 고점도 소재인 Accura Bond는 다양한 프린팅 패턴을 하나의 대형 패턴으로 결합할 용도로 제작되었다. 두 솔루션 모두 3D Systems의 다양한 SLA 레진과 더불어 대형 부품 제작 및 후처리 도중 패칭에 활용할 수 있다.

 

이상준 기자 | MFG

※출처: http://www.mfgkr.com/archives/13509

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DyeMansion, 3가지 새로운 3D 프린팅 후처리 시스템 출시!

2021-04-09 12:40

DyeMansion, 3가지 새로운 3D 프린팅 후처리 시스템 출시!

 << 적용 가능 방식: SLSSLAMJPDLP>>


 

 

 

 

 

 

3D프린팅 산업의 세척 및 표면 마감 시스템 제조업체인 DyeMansion은 세 가지 새로운 3D 프린팅 후처리 시스템의 출시를 발표했습니다.

 

 

새로운 Powershot Performance 시리즈는 Powershot C Performance(세척),Powershot S Performance(표면), Powershot DUAL Performance(세척 및 표면 마감)로 구성되어 있으며각 시리즈는 작업장에서 대용량 3D 프린팅을 보완하기 위해 제작되었습니다.

 

DyeMansion의 CEO이자 공동 창업자인 Felix Ewald는 다음과 같이 말합니다. 

 

"새로운 세대의 Powershot C&S모델로그들의 분야에서 최고의 제품들은 훨씬 더 좋아졌습니다

적층 제조의 산업화를 진정으로 믿고 있기 때문에우리는 산업용 및 대용량 애플리케이션을 위한 또 다른 솔루션인 새로운 Powershot Performance 시리즈를 고안했습니다이제 후처리에서 또 다른 큰 단계를 달성했기 때문에 3D 프린팅이 다음시대로 진입할 때가 왔습니다."

 

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▲새로운 파워샷 퍼포먼스 (Powershot Performance) 시리즈. DyeMansion 제공.

 

적층 제조의 산업화 지원

 

자동화된 후처리 시스템은 역사적으로 기술 발전 측면에서 3D 프린터에 뒤쳐져 산업화 과정에서 병목 현상을 일으켜 왔습니다

 

DyeMansion은 산업용 부품용 고처리 세정 및 표면 마감장치 개발로 이를 변화시킬 방안을 모색하고 있습니다.

 

기존 모델에 비해 새로운 Powershot C 및 S Performance 시스템은 프로세스 시간을 평균 20% 단축하고로드 용량을 평균 150% 증가시키며전반적인 사용 편의성을 개선해 줍니다

 

다양한 산업용 폴리머 구성요소를 위해 설계된 이 새로운 시스템은 3D Systems sPro230, ProX 950과 같은 대형 3D 프린터에서 전체 크기의 빌드 작업을 처리할 수 있습니다

 

또한 Powershot DUAL Performance DyeMansion이 단일 시스템에서 세척 및 표면처리기 기능을 결합한 최초의 시스템입니다.

 

DyeMansion의 기존 증기 광택 시스템인 Powerfuse S와 마찬가지로새로운 Performance 제품군에는 거대 기술기업인 Siemens가 개발한 자동화 기술이 탑재되어 있습니다

 

Siemens Digital Industries의 적층 제조 부사장인 Karsten Heuser "Powershot Performance 시리즈는 DyeMansion과 Siemens가 산업화된 적층제조를 위한 전략적 파트너십에서 다음 이정표를 세운 것입니다." 라고 덧붙였습니다.

 

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원래의Powershot C 분말세척시스템(Powder Cleaning System). DyeMansion 제공.

 

새로운 PolyShot Cleaning 프로세스

 

DyeMansion은 새로운 C 및 DUAL Performance 장비를 구체적으로 살펴본 결과, 개선을 위해 새롭게 개발된 PolyShot Cleaning 프로세스를 통합했습니다

 

독점 공정은 업계 표준 유리 비드가 아닌 최적화된 폴리머 블라스팅 매체를 사용하여 전체 컬러 3D 프린팅 부품에서 느슨한 파우더를 부드럽게 제거하는데 필요한 모양크기 및 무게를 제공합니다.

 

이 공정은 잔류물이 없으며 부품 표면에 광물 먼지가 남지 않도록 보장합니다. DyeMansion에 따르면 일반적인 파우더 기반 3D 프린팅 기술과 호환되며 TPU 등 까다로운 공정 소재와도 호환됩니다.

 

"기계 자체는 고객 문제를 해결하지 못합니다그래서 우리는 올바른 프로세스의 개발에 큰 초점을 맞췄습니다."라고 DyeMansion의 CTO & 공동 설립자인 Philip Kramer는 말합니다

 

"적절한 머신과 올바른 프로세스를 결합하여 솔루션을 만들었습니다새로운 PolyShot Cleaning 프로세스는 3D 프린팅된 부품의 분말제거 요구사항에 완벽하게 부합하기 위해 처음부터 개발된 블라스팅 매체를 통해 구현됩니다."

 

새로 발표된 파워샷 퍼포먼스 시리즈는 우선 시범 고객 선별 그룹이 이용할 수 있으며, 2021년 4분기부터 상용 주문이 접수될 예정입니다.

 

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▲파워샷 듀얼 퍼포먼스 (Powershot Dual Performance). DyeMansion 제공.

 

자동 후처리 기술이 지속적으로 발전함에 따라 적층 제조 기술은 진정한 산업화에 더욱 근접하게 되었습니다

 

달 영국의 후처리 전문가인 AMT(Attractive Manufacturing Technologies)는 250만 파운드의 자금 지원을 마쳐회사가 모금한 총액이 700만 파운드 이상으로 증가했습니다

 

AMT는 이 기금을 사용하여 화학 증기 스무딩 프로세스인 PostPro를 추가로 개발할 예정입니다.

 

다른 곳에서인쇄 후 시스템 제조 업체인 PostProcess Technologies는 최근 VVD(볼륨속도분산)기술에 대한 미국 특허를 받았습니다. 

 

이 회사의 스프레이 기반 서포트 제거 프로세스는 PostProcess의 BASE 및 DECI 시스템에 적용되며 주로 FDM, SLA, CLIP PolyJet 3D 인쇄 폴리머 부품과 함께 작동합니다.

 

 

Kubi Sertoglu | 3D Printing Industry

※ 출처https://3dprintingindustry.com/news/dyemansion-launches-three-new-post-processing-systems-for-high-volume-3d-printing-187612/

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[업계소식] 한국생산기술연구원 강원본부 "3D 프린팅 기술로 인명 살리기에 기여"

2021-04-07 13:47

[업계소식] 한국생산기술연구원 강원본부 "3D 프린팅 기술로 인명 살리기에 기여"

<< 프린팅 방식: DMP >>


 

 

 

 

 

 

 

한국기술_3d-프린터-전문-업체_활용사례_한국생산기술연구원 강원본부, 3D 프린팅 기술로 인명 살리기에 기여_썸네일.jpg

강원도 강릉과학지방산업단지에 위치한 한국생산기술연구원 강원본부.

 

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<김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 인공 흉곽 이식 사례 소개와 함께 적용된 인공 흉곽 모델의 장점을 설명하고 있다>

 

 

기술을 활용해 인공 뼈와 장기를 개발하는 곳이다. 강원본부는 최근 3D 프린팅 기술을 활용한 다섯 번째 인공 흉곽을 제작, 식품의약품안전처로부터 임상 시험계획을 승인받았다.

 

이번 임상시험은 질환으로 흉곽을 제거해야 하는 환자를 대상으로 인공 흉곽을 이식, 재건하는 게 목표다. 중앙대병원을 통해 진행될 예정이다.

 

김건희 기능성소재부품연구그룹장이 공개한 인공 흉곽은 티타늄을 소재로 했다.

 

흥미로운 것은 심장소생술과 같은 외부의 영향에도 견딜 수 있을 만큼 합금에 준하는 단단함을 지녔지만 무게가 100그램 단위로 가볍다는 것이다. 

 

이를 위해 무독성 순수 티타늄 분말을 3D 프린팅 공정을 통해 10나노미터 직경의 금속 간 화합물로 개발, 거미줄처럼 연결했다.

 

3D 프린팅 기술을 활용한 장점은 더 있다.

 

티타늄 막대를 깎거나 주물 틀에 부어서 또는 골 시멘트 등을 쓰는 기존 방식으로는 환자의 흉곽을 재건하는게 불가능했다. 

 

설령 만들어낸다고 해도 무게 탓에 수술 후 흉부의 불편감이 적지 않은데다 남은 갈비뼈와 연결, 고정하기 위해 티티늄 바를 덧대야 했다. 감염 위험도 높아질 수 있다.

 

김건희 그룹장은 “3D 프린팅을 활용한 티타늄 소재 인공 흉곽 제작은 순수 티타늄을 사용, 인체에 해를 미치는 합금 원소 사용 논란을 해소할 뿐 아니라 환자 맞춤형으로 만들 수 있다는 것”이라며 “컴퓨터 단층촬영을 통해 환부를 정확히 측정한 뒤 환자 체형에 맞는 정밀한 디자인으로 설계한다”고 밝혔다.

 

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<김건희 한국생산기술연구원 강원본부 기능성소재부품연구그룹장이 직원과 함께 인공 거골 제작을 위한 디자인 결과를 논의하고 있다>

 

 

강원본부는 3D프린팅 기술을 활용해 흉곽과 두개골, 골반 등 총 7개 인공 뼈를 제작, 생명을 구하는 데 기여했다. 

 

보다 다양한 사례에 활용될 수 있도록 연구를 지속할 방침이다. 이를 위해 지난 2월 식약처에 거골(발목 가장 위쪽뼈) 제작과 함께 환자 이식을 위한 임상 시험계획서를 제출했다. 여섯 번째 인공 흉곽 제작을 위해 상반기에 협력 병원과 사전 검토에 착수할 예정이다.

 

김경훈 강원본부장은 “강원본부는 의료분야 금속 적층제조 실용화 기술을 개발하고 인공구조물 임상시험을 통해 고부가가치 사업화를 위한 품목허가 케이스를 지속 확보하고 있다”며 “지역 기업과 기술 이전에 따른 지식재산권 공유를 통해 3D프린팅 의료기기 산업 육성에도 힘쓸 것”이라고 말했다.

 

 강우성 기자 | 전자신문

* 출처: https://www.etnews.com/20210405000122#

 

 

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[반도체] 4,390억 달러 규모의 반도체 산업, 3D프린팅으로 혁신 중

2021-04-02 12:06

[반도체] 4,390억 달러 규모의 반도체 산업, 3D프린팅으로 혁신 중

<< 프린팅 방식: DMP >>


 

 

 

 

 

 지난해 반도체산업협회(SIA)는 세계 반도체 부문에서 4,390억달러의 사상 최대 매출을 기록했습니다. 

 

그러나, COVID-19 전염병은 반도체 칩의 공급에 대한 압박으로 보여지는 전세계 공급망들이 얼마나 취약한지 확실히 알게 되었습니다.

 

 

 

3D 프린팅은 현대 기술계의 핵심 구성 요소를 위한 공급망 복원력을 향상시키는 솔루션일까요? 

 

자세한 내용을 알아보기 위해 3D 프린터 OEM 3D 시스템의 주요 솔루션 리더인 Scott Green과 이야기를 나누었습니다.

 

 

 

포드, 도요타, 닛산과 같은 자동차 제조업체들은 실리콘 마이크로프로세서의 가용성이 제조 병목 현상으로 판명됨에 따라 모두 생산을 축소해야 했습니다. 


데이터업체 IHS에 따르면 반도체 부족은 2021년 1분기에만 약 1백만 대의 차량 생산이 지연될 것으로 예상됩니다. 


마이크로소프트나 소니와 같은 게임기 OEM 업체들도 지난 1년 동안 심각한 재고 부족 사태를 겪었기 때문에 자동차 부문만이 아닙니다. 

 

2020년 초의 닌텐도 스위치 품귀현상은 저에게 개인적으로도 골칫거리였습니다.


 



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▲ DMP Factory 500 3D 프린팅 시스템. 3D 시스템즈 제공.


 


3D 시스템즈(3D Systems)와 웨이퍼 제작 툴링

 

 


반도체 시장에서 3D 시스템즈의 작업은 2014년 벨기에의 레이어와이즈(LayerWise)를 인수하면서 시작됐습니다. 

 

인수 전, 3D 프린팅 서비스국은 이미 아인트호벤 주변 반도체 업체들과 긴밀히 협력했습니다. 

 

인수와 함께 전달된 지식은 3D 시스템즈가 루벤(Leuven)에 반도체 전문 센터를 설립할 수 있게 해주었으며, 현재는 반도체 툴링 제조업체와 협력하여 최적화된 웨이퍼 제조 툴링을 3D 프린팅하고 있습니다.


 


Green은 "우리가 정말로 흥미롭게 생각하는 것은 반도체 팹(FAB)용 금속 적층 제조(Metal AM) 부품의 활용도를 보고 자동차 및 스마트 기기 제조업체에 영향을 미치는 기술 발전을 목격할 수 있다는 것입니다."라고 말합니다.


 


웨이퍼 팹 툴링은 반도체 업계의 제조 장비로 마이크로프로세서부터 무선 주파수 증폭기, LED까지 모든 것이 가능합니다. 

 

산화 장치, 상피 원자로, 증기 증착 시스템, 에칭 장비 등 다양한 광석학 및 화학 처리 장비가 함께 작동합니다. 

 

다단계 공정에 관련된 대부분의 공구는 웨이퍼의 자재를 축적하거나 제거할 수 있도록 설계되었습니다. 

 

이 과정은 제조된 전자 기기에 따라 전체적으로 최대 13주가 소요될 수 있습니다.


 


ASML, KLA 및 Lam Research와 같은 주요 툴링 OEM은 주로 저량의 고도로 전문화된 부품과 관련되어 있습니다. 

 

가능한 한 많은 구성 요소를 뽑아내기 보다는 생산성을 높이고 수율을 높이기 위해 부품의 품질과 제작 프로세스의 효율성을 개선하는 데 더 많은 관심을 기울입니다. 

 

참고로 대형 웨이퍼 팹 시설에서는 월 10만 대 이상의 웨이퍼를 생산할 수 있어 생산성이 5%만 증가해도 수천 대의 반도체 소자가 추가로 발생할 수 있습니다.


 


Green은 위의 시나리오를 3D 시스템의 DMP(Direct Metal Printing) 파우더 베드 융접 기술이 도움을 줄 수 있는 완벽한 기회라고 설명합니다. 

 

그는 "금속 3D 프린팅의 경우 수백만 개의 부품을 생산할 경우 비용이 너무 많이 듭니다. 기술 요구 사항이 낮은 대량 시장 히트 싱크를 산더미처럼 인쇄하지는 않겠지만, 반도체 팹 장비와 같은 저량, 고복합 부품 및 툴링에 완벽하게 맞습니다. 이것은 핵심적인 DMP 적용 사례입니다."라고 덧붙였습니다.


 


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▲ 3D 시스템즈의 DMP 기술을 통해 출력한 복잡한 내부 기하학으로 웨이퍼 공구. 3D 시스템즈 제공.


 


DMP 3D 인쇄의 이점



DMP 적층 제조는 단순한 대체 생산 방법이 아니라 자체적인 이점을 제공합니다. 

 

무엇보다도, 이 기술은 기하학적인 최적화에 상당히 도움이 되며, 이는 전체 어셈블리를 단일 경량 단일 구조로 통합할 수 있다는 것을 의미합니다. 

 

여유 공간이 더해져 전체 시스템의 복잡성을 줄일 수 있고, 기존 제조된 부품보다 인쇄된 부품이 포함된 메커니즘이 더 빨리 이동해 전체 웨이퍼 팹 공정에 속도를 낼 수 있습니다.



Green은 "DMP는 아마도 반도체 툴링 업체에서 매우 활발한 주제로 남을 것입니다. 매우 깨끗한 환경이 필요합니다. DMP 기술이 제공하는 재료와 최종 제품 순도와 기하학적 복잡성을 갖추어야 합니다. 또한 중요한 구성 요소는 열 구배율이 낮고 필요한 경우 열 방출량이 최대가 되도록 열 최적화를 수행해야 합니다.”라고 말합니다.



DMP는 성능 개선뿐만 아니라 공급망을 간소화할 수도 있습니다. 예를 들어, 석판 시스템은 수십만 개의 부품과 복잡한 어셈블리로 매우 복잡합니다.



이와 같이 기하학적 단순화는 통합자와 서브시스템 조립자의 방대한 공급망을 우회하는 데 도움이 될 수 있습니다. 

 

브레이징, 용접, 피팅 및 판금 주조와 같은 공정의 필요 없이 3D 프린팅 웨이퍼 팹 공구는 잠재적으로 제조 비용을 낮출 수 있습니다. 

 

또한 이 기술을 통해 초기 개발 단계에서 설계 반복 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 반도체 시스템 출시 기간도 단축할 수 있습니다.

 

 

3D 시스템즈 프린팅만으로는 반도체 부족 문제를 해결하기에 충분하지 않을 수 있지만, 웨이퍼 팹 툴링의 최적화에 관해서라면 모든 작은 부분들이 도움이 됩니다. 

 

유럽에서 성공을 거둔 데 이어 공정 미세화의 가장 광범위한 기회가 기다리고 있는 베이 에어리어와 일본, 한국 등지로 반도체 제조공사를 확대할 계획입니다.


 



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▲ DMP를 통해 3D로 인쇄된 매니폴드 3D 시스템 사진. 3D 시스템즈 제공.


 


 


 


Kubi Sertoglu | 3D Printing Industry

※ 출처: https://3dprintingindustry.com/news/interview-a-solution-to-the-semicon-chip-shortage-how-3d-printing-is-disrupting-the-439-billion-semiconductor-industry-187410/

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