3D 프린팅 각도와 층 두께가 DLP와 SLA 프린터로 출력한 모델의 정확도에 미치는 영향
Effect of print orientation and layer thickness on the accuracy of printed models by DLP and printers
김영수, 송지창, 백승호, 김진영,
소속 상세정보
김영수 ( Kim Yung-Soo ) - Seoul National University School of Dentistry
송지창 ( Song Ji-Chang ) - Seoul National University School of Dentistry
백승호 ( Baek Seung-Ho ) - Seoul National University School of Dentistry Department of Conservative Dentistry
김진영 ( Kim Jin-Young ) - Seoul National University School of Dentistry Dental Research Institute
Abstract
본 연구의 목적은 2가지 서로 다른 종류의 3D 프린터를 이용하여 프린팅 레이어의 두께와 프린팅 방향(모델과 프린터 베드의 각도)의 변화가 모델의 정확도에 미치는 영향을 알아보고자 하는 것이다. 2급 와동을 가진 사각 큐브 형태와 치아 형태의 모델을 레이어의 두께와 방향을 달리하여 DLP 프린터(IMC, Carima)와 SLA 프린터(Form 3, Formlabs)로 각각 제작하였다(n=12). 제작된 모델을 모델 스캐너를 사용하여 STL파일로 변환하고 이를 원래의 삼차원 데이터와 중첩하여 제작된 모델의 진도(trueness)를 살펴보았다. 제작된 모델 표면을 주사전자 현미경으로 관찰하여 비교하였다. One-way ANOVA와 Turkey post hoc으로 레이어의 두께와 프린팅 방향이 정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 사각 큐브 모델의 경우 DLP 프린터를 이용하여 0도 각도, 50 μm 두께로 프린팅 되는 경우에 가장 적은 오차(20.49 μm)를 보였으며 SLA 프린터로 45도 각도, 100 μm 두께로 프린팅 되는 경우에 가장 큰 오차(61.03 μm)를 보였다. 치아 형태의 모델은 SLA 프린터를 이용하여 0도 각도, 50 μm 두께로 프린팅 되는 경우에 가장 적은 오차(25.63 μm)를 보였으며 DLP 프린터로 45도 각도, 100 μm 두께로 프린팅 되는 경우에 가장 큰 오차(47.56 μm)를 보였다. SEM 이미지에서 SLA 프린터가 DLP 프린터에 비해 전반적으로 완만한 표면을 출력하는 특성을 보였다. 결론적으로 3D프린팅의 정확도는 프린터의 종류, 모델의 형태, 레이어의 두께, 프린팅 방향에 모두 영향을 받는 것으로 보였다.
The aim of this study was to evaluate the influence of print layer thickness and orientation of two 3D printers on the trueness of printed models. Two different models (cube and tooth form models with class II cavity) were printed with a DLP printer (IMC, Carima) and an SLA printer (Form 3, Formlabs) with different layer thickness and printing orientation (n=12). The printed models were scanned to obtain STL datasets. Trueness of the printed models relative to the reference dataset was obtained using the superimposition technique. The surface of the 3D printed models was evaluated by SEM. One-way ANOVA and Tukey post hoc were performed. For the cube model, the overall mean trueness values were lowest by the DLP printer at 0-degree orientation in 50 μm layer thickness (20.49 μm), while the highest deviation was observed with the SLA printer at 45-degree orientation in 100 μm layer thickness (61.03 μm) (p<0.001). For the tooth-shaped model, the lowest deviation was observed with the SLA printer at 0-degree orientation in 50 μm layer thickness (25.63 μm), while the highest deviation was found with the DLP printer at 45-degree in 100 μm layer thickness (47.56 μm) (p<0.001). In SEM image, the SLA printer exhibited a relatively smoother surface compared to the DLP printer. In conclusion, the trueness was affected by the type of 3D printer, the geometry of the printing model, the thickness of the printing layer, and printing orientation for each printer.
키워드
3D 프린팅; 진도; 표면 분석; 적층 두께; 출력 각도
Three-dimensional printing; Trueness; Surface analysis; Layer thickness; Printing orientation
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