의료,기타분야 및 재료

의료산업 분야 적용

3D프린팅은 의학 분야에서도 3D프린팅 기술과 3D스캐닝 기술을 접목시켜서 하루가 다르게 발전하고 있으며 소재개발에 따라 의학전공 분야별로 새로운 공법과 시술이 이루어지고 있으며 CP와 MRA 사진을 미믹스(Mimics)라는 소프트웨어를 이용해서 STL 파일로 변환할 수가 있게 됨으로써 3D프린팅 작업이 한층 더 원활하게 이루어지고 있다. 특히 대학병원에서 외과적 수술을 하기 전에 3D프린터로 출력된 모형을 이용하여 수술 시뮬레이션을 하는 것이 일반적으로 이루어지고 있다. 교육적 측면에서 최근 일부 유명 의과대학에서 의대생 실습을 위하여 3D 프린팅된 신체장기 모형이 수술실습용으로 활용되고 있다.

 

1) 신체복원 분야
송이나 다리가 절단된 부분을 맞춤형으로 3D 스캐닝하여 사용자에게 꼭 맞는 의수와 의족을 프 린팅할 수 있다. 3D프린팅으로 제작한 의수와 의족 의료용 모형이나 두개골 보형물 등을 프린팅하여 활용할 수 있다.

 

2) 치과 분야
치과 분야는 환자별 3D스캐닝 데이터를 활용해서 맞춤형 보형물을 3D프린팅으로 제작하여 사용하고 있다.

 

3) 이식수술 분야
이식수술 분야는 안면이식이나 신체 일부분을 3D스캐닝한 데이터로 신체에 거부반응이 없는 재료를 활용하여 3D프린팅된 보형물을 삽입하여 수술하거나 골반뼈나 척추 등 의 보조물로 개발되고 있으며 계속적인 발전이 이루어질 것으로 예상된다.티타늄으로 제작된 왼쪽 골반뼈 대체물로 제작된 3D프린팅 보형물은 오른쪽 골반뼈와 무게가 동일하게 제작되어 좌우 균형이 맞고 앉았을 때 상체의 무게를 충분히 지탱할 수 있도록 여러번의 3D프린터 출력 과정을 거쳤다고 한다. 고강도의 가벼운 골반뼈를 제작하기 위해 중앙을 비운 그물망 구조로 입체 설계한 뒤에 티타늄 소재로 3D 프린팅하여 무게를 40% 절감 하였다고 한다. 이렇게 의학 분야에서는 오늘도 새로운 소재개발과 함께 3D프린팅과 3D스캐닝이 접목된 의학기술이 발전하고 있다.

 

기타 분야 적용

1) 조명 분야
조명분야는 3D프린팅 출현으로 인해 혁신적인 제품들이 나올 수 있는 토대가 만들어졌다고 해도 과언이 아닐 것이다. 기존 제작 방법으로 불가능했던 부분들이 가능해짐은 물론 각종 재료를 활용할 수 있도록 새로운 재료가 개발되고 있어서 많은 발전이 기대되는 분야이다.

 

2) 비즈니스 분야
3D프린터 무인단말기(PieceMaker 설치운영 중): PieceMaker Technologies사가 제작한 피스메이커는 듀얼 익스트루더를 갖춘 렙랩(RepRap) 기반의 3D프린터에 자동판매 시스템을 갖춘 무인 단말기로 미국 펜실베니아주에 위치한 토이스토어(Playthings Etc)에서 운영 중이다.사용자는 기기에 미리 저장되어 있는 150여 가지의 3D모델 중에서 원하는 모델을 선택하고 컬러나 크기 등을 원하는 대로 수정하여 3D프린팅할 수 있으며 출력은 20여분 정도 소요되며 비용은 약 5달러 정도이다.

 

3) 푸드 프린팅 분야
식용소재를 사용한 푸드 프린터로 쿠키나 초콜릿, 아이스크림, 디저트와 웨딩 케이크를 제작 제작할 수 있다.

 

 

3D프린팅 사용재료
기존 3D프린터에서는 합성수지를 주로 사용하여 왔으나 최근에는 금속, 세라믹, 바이오, 나무, 음식, 시멘트, 고무, 고기 등 수많은 재료들이 개발되고 있으며 오늘도 새로운 재료가 개발되고있을것이다. 이처럼 3D프린팅 산업과 재료의 개발 분야가 점차적으로 확대가 되고있는 추세이다. 사용재료는 분말기반형 고체기반형, 액체기반형으로 분류된다.

1) 분말 기반형
분말 기반형은 미세한 플라스틱 분말파우더, 엔지니어링 플라스틱, 모래, 금속 분말, 세라믹 분말 등을 가열하거나 레이저로 소결시켜 3D형상을 만드는 것이 일반적인 방법이다. 분말 타입 중 컬러프린팅 소재는 분말을 CMYK잉크와 접착제 성분이 혼합된 액체로 결합시켜 컬러 프린팅을 한 후 경화처리한다.

2) 고체 기반형
고체 기반형은 와이어나 필라멘트처럼 열가소성 재료에 열을 가하여 녹인 다음 노즐을 통해 압출시켜 적층하는 방법으로 FDM 방식이 대표적이다.

 

3) 액체 기반형
액체기반형은 레이저나 강한 UV광선을 고형화시킬 부분에 투과시켜서 순간적으로 액화재료를 경화시켜서 3D형상을 적층하는 방식이다.