경기도 재활공학서비스센터 - 보조기기 서비스를 위한 3D프린터를 활용
(타이핑 보조기기 제작, 안전벨트 버튼커버)
4차 산업혁명을 이끄는 핵심 기술 중 하나인 3D프린터에 대해 뉴스나 기사, 요즘에는 대형마트에서도 어렵지 않게 접해보셨을 겁니다.
3D프린터는 여러 종류에 따라 차이가 있지만 간단히 말해 소재를 층층이 쌓아올려서 제품을 제작하는 기술이라고 말할 수 있습니다.
재료를 절단하거나 절삭하는 기존의 전통적인 절삭가공의 경우 완성 후 치수 정밀도나 표면 거칠기가 우수하지만 내부가 비어있거나
모양이 아주 복잡한 구조의 모형을 제작하기 어려운 반면, 3D프린터는 복잡한 구조나 비정형적인 구조의 모형을 자유롭게 제작할
수 있으며 3D프린터와 설계 모델링 데이터만 있으면 그 자리에서 제품을 즉석으로 만들어 낼 수 있습니다.
현재 국내에서 보급되고 있는 3D프린터는 주로 특허가 만료된 FDM기술 방식을 채택하여 보급되고 있으며,
SLA, SLS, PolyJet, DLP, LOM 등의 기술의 방식의 제품이 여러 국가에서 개발하여 판매되고 있습니다.
쉽게 접할 수 있는 보급형 3D프린터의 경우 대부분 FDM 방식이며 소재가 되는 플라스틱 필라멘트는
주로 PLA나 ABS 계열의 재료로 만들어집니다. PLA의 경우 ABS에 비해 녹는점이 낮아 80% 정도의 강도를 지니고
있어 강도가 약할 수 있으나 큰 모델을 출력하는 경우에도 휨이나 수축현상이 적은 장점을 가지고 있습니다.
ABS의 경우 PLA에 비해 더 튼튼하며 쉽게 부서지지 않고 더 좋은 온도에서 견디는 장점을 가지고 있으나
온도가 내려가면서 수축되는 성질을 가지고 있어 제품 제작 시 주의가 필요합니다.
※ 사진 FDM방식의 MakerBot
또한, 프린팅 소재에 따라 앞에서 설명드렸던 고체 기반의 FDM방식 이외에도 빛에 반응하여 경화되는
광경화성수지를 사용하는 SLA 방식, 데이터 단면을 프로젝트의 광원을 이용해 경화성수지를 경화시키는DLP 방식,
미세 노즐이 뚫려 있는 프린트 헤드에 붙어 있는 UV 경화용 램프가 재료 분사와 함께 경화시키는
PolyJet 방식의 액체 기반의 3D프린터가 있으며, 플라스틱, 금속, 모래와 같은 분말을 한 층씩 적층시켜
제작하는 SLS 방식과, 분말 상태의 재료에 액체 결합제를 프린터 헤드의 노즐을 통해 분사하여 모델을 조형하는
SDP 방식의 분말방식 3D프린터 등 재료의 종류와 제작 방식에 따라 다양한 3D프린터가 있습니다.
개인 및 기관에서 새로운 3D프린터를 선택할 때는 다양한 답변이 있을 수 있지만 정답은 없습니다.
그럼에도 가장 이상적인 고려 사항이라면 첫째, 제작하고 싶은 조형의 방식과 용도를 고려해야 합니다.
FDM 방식은 우선 사용이 편리하며 제품 가공이 쉽고 유지 및 관리가 저렴하다는 이점이 있습니다.
ABS나 PLA와 같은 플라스틱 소재를 사용하게 되므로 비교적 강도가 강하며 높은 구조물을 제작하는데
적합하지만 탄성이 필요하거나 잘 휘어져야 하는 구조물을 제작하기에는 부적합합니다.
둘째, 사용 조작이 편해야 합니다. 여러 3D프린터에서 오픈소스의 소프트웨어를 사용하고 있어
최적의 설정값을 찾기 어려울 경우가 있습니다. 3D프린터와 함께 전용 소프트웨어를 지원하는지 확인해 보는 것이 좋습니다.
셋째, 내구성과 출력물을 확인해봐야 합니다. 출력 시 팬의 소음과 제품의 진동 발생을 세심하게 살펴보고
선택하는 것이 좋으며 사전에 출력물을 의뢰하여 판단해 보는 것이 좋습니다.
이 외에 원점 수정의 용이성, 재료의 가격 및 유지비, 출력물의 사이즈와 장비의 크기를 고려하여 구매하는 것이 좋습니다.
3D프린터가 앞으로 멀지않은 미래에 일반 사무실이나 가정에 보급되어 있는 복사기처럼
보급되어 누구든지 원하는 제품을 제작하여 사용할 수 있을 것으로 예측되고 있습니다.
※ 사진 : 센터에서 운용중인 3D 프린터 모습
(Stratasys, FDM방식, Dimension / MakerBot, FDM방식 Mini Plus)
센터에서도 이러한 흐름에 따라 2016년 3D프린터를 도입하였으며 현재까지 운용하고 있으며,
3D프린터를 활용하여 다양한 영역에서 장애인 개인의 욕구에 맞도록 식사보조기기, 스마트폰 거치대, 조이스틱 손잡이, 타이핑 보조기기 등 제작하여 서비스에 활용하였습니다.
타이핑 보조기기의 경우 손가락의 근력이 약하여 원하는 곳을 누르기 힘든 장애인이 컴퓨터 접근성 향상을 위해 제작되었으며 서비스 신청자의 욕구에 맞게 제작되었습니다.
※ 사진 : 타이핑 보조기기 제작 및 적용 모습
※ 사진 : 안전벨트 버튼커버 제작 및 적용 모습
경기도 재활공학서비스센터 에서는 보조공학 영역에서 3D프린터를 활용한 완제품을 제작하여 서비스하기에
무리가 있다고 생각하지만 앞으로 다양한 일상생활 보조기기에 대한 제작을 지속적으로 수행하여 장애인의
삶의 편리를 위해 제공할 수 있는 서비스가 더욱 확대되도록 노력하고 있습니다.
출처: http://atrac.or.kr/activity/%EB%B3%B4%EC%A1%B0%EA%B8%B0%EA%B8%B0-%EC%84%9C%EB%B9%84%EC%8A%A4%EB%A5%BC-%EC%9C%84%ED%95%9C-3d%ED%94%84%EB%A6%B0%ED%84%B0%EB%A5%BC-%ED%99%9C%EC%9A%A9/
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