[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 프린팅 기술은 이미 오래 전부터 업계에서 중요한 분야로 떠올랐다. 다양한 프로세스를 가진 디지털 프린팅 또는 3D 프린팅이 이에 해당하며 특히 섬유, 식품 또는 기계 공학 산업에서 산업용 프린팅은 중요한 역할을 한다.
프린팅 방법과 애플리케이션은 다양하지만 한 가지 공통점이 있다면, 액체 양을 피코리터까지 초고속으로 정밀하게 디스펜싱 하는 것이 주요 목표라는 점이다.
젯팅 프로세스를 사용하면 액체가 프린팅 재료에 접촉하지 않고 분배된다. 이 때 피에조 효과를 사용한다. 프린트 헤드에 배치된 피에조 소자는 전압이 가해지면 변형돼 노즐에 짧은 힘 임펄스를 생성한다.
그 결과 프린트 헤드에서 물방울이 토출돼 용지에 분사된다. 3D 프린팅의 다양한 절차를 위해 프린트 헤드에 통합된 피에조 액추에이터는 폴리머, 바니시, 왁스와 같은 다양한 매체의 연속적이고 정확하며 빠른 디스펜스를 보장한다.
피에조 구동 디스펜싱 시스템은 초당 수천 피코에서 마이크로리터 물방울을 생성할 수 있으며, 이를 통해 높은 처리량에 도달할 수 있다. PI는 피에조 기술에 대한 오랜 경험과 기술적 노하우를 통해 이러한 피에조 세라믹 액추에이터를 개발 및 생산할 수 있다.
잉크젯 프로세스를 사용한 고성능 프린팅
잉크젯 공정은 40년전 피에조 기술의 도움으로 프린팅 기술에 혁명을 일으켰다. 잉크와 같은 수용액뿐만 아니라 왁스나 젤과 같은 고점도 매체도 프린팅할 수 있다. 프린팅 재료 선택에는 종이, 플라스틱, 세라믹, 금속 등 제한이 없다.
특히 디지털 프린팅과 같은 동적 프린팅 이미지 생성에서 가장 짧은 시간에 최대 해상도로 넓은 영역을 연속적으로 프린팅 할 수 있다.
이 목적에 사용되는 피에조 액추에이터는 초고속 응답시간과 높은 주파수로 작동한다. 이러한 애플리케이션에서 유체 챔버에 비접촉 압력 임펄스를 적용해 피코리터 범위까지 가장 작은 액체 부피의 액적을 생성한다.
이를 위해 피에조 효과를 사용해 마모나 유지 보수가 필요 없고 정지 상태에서 전력이 필요하지 않으므로 에너지 효율적이다.
다양한 형상의 피에조 컴포넌트 및 액추에이터 중에서 맞춤형 PICMA 피에조 멀티레이어 액추에이터는 긴 수명과 작은 제어 전압을 제공하므로 특히 프린팅 응용 분야에 적합하다.
다양한 재료로 3D 프린팅
3D 프린팅 방법을 사용한 적층제조는 복잡한 컴포넌트를 제조할 수 있는 완전히 새로운 가능성을 열어준다. 개별화된 프로토타입 또는 맞춤형 제품은 CAD 데이터를 기반으로 매우 빠르게 생성될 수 있다. 3D 프린팅은 폴리머, 바니시, 왁스 또는 파티클로 채워진 복합 재료와 같은 다양한 프린팅 매체를 사용한다.
가장 복잡한 기하학적 모양이 이 방법으로 생성되며 재료 및 재료 속성을 변경해 프린팅할 수도 있다. 이 공정에 사용되는 피에조 액추에이터는 가장 빠른 응답 시간과 높은 힘으로 작동한다.
이러한 애플리케이션에서 피에조 액추에이터는 프린트 헤드에서 인쇄 표면 또는 3D 컴포넌트로 연속적이고 매끄러운 재료 전달을 제공하며, 이는 레이어마다 생성된다.
