Formlabs의 새 SLS 3D프린터, Fuse 1이 런칭되었습니다.

SLA 3D프린터인 Form 1과 Form 2로 유명한, 그리고 저에게는 애증(?!)의 기업인 Formlabs에서 새로운 3D프린터가 런칭되었는데요, 이름하여 Fuse 1입니다. 



이 Fuse 1 3D프린터의 런칭이 저는 굉장히 놀라웠는데요. 그 이유는 이 Fuse 1이 SLA 3D프린터가 아닌, SLS 3D프린터이기 때문이지요. 


SLS 방식은 selective laser sintering, 즉 선택적 소결 방식으로서, 파우더 형태의 원료를 레이저로 원하는 부위만 조사하여 소결, 즉 응결시킴으로서 삼차원 입체 형태를 이른바 '출력'하는 것이지요. 


Formlabs은 이제까지 Form 1, Form 1+, Form 2 등 SLA 방식의 여러 3D프린터들로 명성을 쌓아왔는데요, 갑자기 뜬금없이 SLS 방식의 3D프린터인 Fuse 1을 내놓으니 좀 당황스럽기도 했습니다. 


한편으로는, Formlabs이 기술의 저변을 넓혀나감으로서 3D프린터 세계에서 거물급 기업으로 커가는 발판을 마련하는게 아닐까 내심 기대되기도 합니다. 


이번 Fuse 1을 수사하는 수식어구는 바로 이것입니다. 


The industrial power of selective laser sintering on your benchtop


당신의 benchtop을 위한 산업용 수준의 SLS 3D프린터라는 것인데요. Formlabs의 최신 SLA 3D프린터인 Form 2이 출시되었을 때의 수식어구는 'The most advanced desktop 3D printer'였습니다. 이 수식어구로 미루어 보았을 때 Form 2와 Fuse 1의 소비자타겟은 분명히 다름을 알 수 있습니다. 


Form 2가 개인 사용자들을 타겟팅한 것이라면 Fuse 1은 아무래도 작업대를 갖춘, 소규모 공장이나 연구소를 타겟팅하는 것이지요. 




일단 Fuse 1 크기 자체도 개인이 소화하기에는 좀 부담스러운 크기인 677 x 668 x 1059 mm에 무게는 무려 88kg이나 합니다. 소형 냉장고보다 약간 더 크고 더 무겁다고 할 수 있지요. 




그리고 원료로는 파우더 형태의 나일론(Nylon) 12와 나일론 11을 사용하는데요. 



인프라가 없어도 충분히 Fuse 1을 가동할 수 있다고 홍보를 하고는 있지만, 원료가 파우더 형태이니만큼 액체 상태의 레진을 다루는 것과 비교했을 때 까다로움의 정도는 결코 낮지 않을 것입니다. 



SLS 방식의 Fuse 1은 서포트(support)가 필요 없는데요. 그 이유는 SLS 방식에서 파우더 자체가 서포팅 역할을 하기 때문입니다. 즉, Fuse 1 고유의 특징은 아니구요, SLS 방식의 3D프린터들은 다 서포트가 필요 없는 것으로 알고 있습니다. 



그러니 이렇게 꽉꽉 채워서 출력해도 무리가 없는 것이지요. 



Fuse 1의 최대 출력크기는 165 x 165 x 320mm입니다. 출력속도는 1시간에 10mm 정도로 나쁘지 않네요. Z축 적층 높이는 약 100마이크론으로, Form 2와 같은 SLA 방식의 다른 3D프린터들보다는 좀 떨어집니다.



개인적으로 레이저 타입이 궁금해서 찾아봤는데요, Fiber rated to > 10,000hrs라는, 즉 광학 섬유를 이용한 파이버 레이저(Fiber laser)라고 하네요. 이 파이버 레이저는 다음과 같은 장점을 가진다고 합니다. 


파이버 레이저는 소모품이 없는 구조로 설계되었기 때문에 전기료 등과 같은 최소의 부대비용이 발생한다. 소모품이 발생하지 않고, 30% 이상의 효율(Wall Plug Efficiency)을 보장하기 때문에 전기료가 적고, 크기가 작기 때문에 공간적 이점이 있으며, 10만 시간 이상의 다이오드 수명을 갖고 있고, 유지·보수가 필요 없는 개념으로 설계되었기 때문에 최소의 비용으로 운영할 수 있는 장점이 있다.

한유희, 파이버 레이저의 원리 및 응용(Principle and Application of Fiber Lasers), 광학과 기술, 14권 2호, 2010. 


첫째, 광섬유 레이저에서는 회절한계의 빔(diffraction-limited beam quality)[21]을 유지할 수 있다. 이것은 광섬유 레이저의 가장 중요한 특성이다. 단일 모드 광섬유를 이용한 고출력 레이저는 빛이 광섬유 코어 내에서 진행할 때 LP01이라는 하나의 모드만 진행하며, 이는 거의 가우시안 빔(Gaussian beam)의 형태를 유지한다. 둘째, 광섬유 레이저의 효율은 다른 고체 레이저에 비해 월등히 높아서 거의 50 %까지 얻어낼 수 있다. 셋째, 광섬유 레이저는 여기과정에서 발생되는 열을 긴 길이의 가느다란 이득 매질을 지나가면서 열 분산효과를 얻게 되어 놀랄만한 열 방출 효과가 있다.[7] 넷째, 광섬유 레이저는 기존의 고체 레이저와 비교할 때 소형화와 경량화가 가능하다. 기존의 고체 레이저는 거울 등을 이용한 정밀한 광 정렬이 필요하지만 광섬유 레이저는 광섬유 안에서 빛이 진행하기 때문에 자유로운 동작 환경이 가능하다.

전민용, 광섬유 레이저의 발전, 물리학과 첨단기술, 2009.


이런 장점을 가진 파이버 레이저를 광원을 사용하고 있어 이 정도로 컴팩트하게 만들면서 다른 제반시설 없이도 SLS 3D프린팅이 가능한 것인가 봅니다.


추가로 다른 SLS 방식의 3D프린터들과 비교해서 어느 정도인지는 모르겠으나, Laser spot size가 200마이크론으로, SLA 방식의 3D프린터들보다는 좀 크군요. 



한가지 특이한 점은 Fuse 1 내부의 카메라와 외부의 디스플레이를 통해 출력 현황을 실시간으로 확인할 수 있다는 것입니다. 



그리고 파우더 컨테이너만 충분하다면, 위와 같이 컨테이너만 교체함으로써 바로바로 다음 작업을 빠르게 진행할 수 있다고 하네요. 




Fuse 1과 나일론 원료를 이용하면 좀 더 탄력있고 견고하며 마감이 깔끔한 3D프린팅이 가능하다고 합니다. 



Fuse 1의 가장 큰 장점이라고 말할 수 있는 부분은 바로 가격부분입니다. Fuse 1 단독으로 9,999달러로서, 우리나라 돈으로 천만원이 약간 넘는 금액입니다. 



Formlabs에서도 홍보하는 문구가, 기존의 SLS 3D프린터들과 비교했을 때 약 1/10 정도의 가격밖에는 안된다는 것이지요. 


간단하게 검색해서 가격만을 찾아보았을 때 EOS Formiga P 110의 가격은 175,000달러이구요, EOS P 396의 가격은 250,000달러입니다. 물론 출력 성능 및 다른 것들도 잘 따져봐야 하겠으나, 가격만으로만 놓고 보았을 때 SLS 방식의 3D프린터 치고는 저렴한 가격을 무기로 내세우고 있음을 알 수 있습니다. 



물론 Fuse 1이 Formlabs의 첫 SLS 3D프린터라는 점이 좀 걸리는 부분이기는 합니다(2세대가 진리라는 명언이 있죠). 또한 공개만 되었을 뿐 본격적으로 판매가 되고 있지 않아 소비자들의 평가를 아직 받지 못했다는 점 또한 선택을 망설이게 하는 부분입니다. 


하지만, SLS방식이라는, 개인이 접하기 어려운 산업용 3D프린터를 어느 정도 소비자들의 가시권에 이를만큼의 가격까지 낮췄다는 것만으로도 충분히 흥미를 끄는 제품입니다. 그리고 Formlabs 특유의 깔쌈한(?!) 알루미늄 바디의 마감까지.. 본격적인 사용기를 기대해 볼 만한 제품임은 틀림이 없는 듯 합니다. 


지금까지 메이드인네버랜드였습니다~!


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