[IT] 3D 프린터란? 두번째!!

3. FDM 3D 프린터

FDM 또는 FFF 방식의 3D 프린터는 고체의 재료(필라멘트)를 사용한다. 고체의 재료가 뜨겁게 가열된 노즐을 통하여 녹은 상태에서 압출되어 가는 실처럼 나온다. 쉽게 생각하면 글루건을 떠올릴 수 있다. 굵은 글루건 심이 앞의 뜨거운 노즐 부분에서 녹아서 조금 더 얇게 나오는 상태와 같다.

 

재료가 나오는 노즐이 기계적 팔을 이용하여 정확하게 원하는 모양으로 움직이면서 그림을 그린다. 평면 상을 움직이면서 그린 선이 조밀하게 채워지면서 하나의 면을 만들게 된다. 그 면 위에 다시 노즐이 그림을 그리면서 또 다른 면이 쌓이게 된다. 이렇게 층층층 면이 쌓아 올라가게 되면서 고체의 재료로 3D 모양을 만드는 것이 FDM 3D 프린터이다.

 

뜨거운 노즐에서 나온 용융된 재료와 층층층 쌓아 올라가면서 3D 형상을 만드는 FDM 3D 프린터 재료에 따라 노즐은 180도~230도 사이로 가열되며 주로 사용하는 재료는 플라스틱이다. 더하여 말랑한 플랙서블 재료부터 금속이 함유된 재료까지 다양한 재료들이 나타나고 있다. 출력물은 후 작업 없이 바로 만질 수 있으며, 막 출력이 완료된 출력물은 따뜻하다. 앞서 소개한 SLS, DLP 프린터보다 조밀하게 모양을 만들지는 못해 출력물 옆면에 층층층 쌓인 결이 보인다.

SLS, DLP 3D 프린터에 비하면 장난감 같은 기계일지도 모르지만, 상대적으로 저렴한 기계와 재료비, 후가공이 필요 없는 사용성은 앞선 다른 방식의 프린터들보다 개인 또는 취미 생활로 이용하기에 적합하다. 

 

앞으로, 3D 프린터라고 이야기 하는 것은, FDM 방식의 저가형 3D 프린터를 지칭하는 것으로 한다.

일반적으로 많이 사용되는 FDM 3D 프린터의 사용순서를 살펴보면,

1. 잉크 프린터를 사용할 때 출력하려는 문서 파일이 있는 것처럼 3D 프린터로 출력하려는 3D 모델링 파일이 필요하다. 3D 모델링 파일은 직접  CAD 프로그램을 통해 자신이 만들 수도 있고, 인터넷을 통해 다른 사람이 공유해 놓은 파일을 사용할 수도 있다. 출력하려고 하는 모델링 파일을 준비한다.
2. 3D 모델링 파일이 생겼다면 슬라이서 프로그램으로 모델링 파일을 변환해야 한다. 슬라이서 프로그램은 3D 프린터가 사용하는 언어로 3D 모델링 파일을 변환해 주는 것으로 다양한 프로그램들이 있다 특정 3D 프린터 전용 슬라이서 프로그램이 있기도 하다. 대표적으로 많이 사용하는 것이 큐라프로그램이다.
3. 사용할 재료를 3D 프린터에 연결하고 슬라이서 프로그램으로 변환된 3D 모델링 파일을 SD카드나 USB에 가져온다. 3D 프린터에서 출력을 실행한다.
4. 출력이 완료되면, 베드에서 출력물을 띄어내면 된다.
5. 사용 목적에 따라 다양한 모델링을 만들고 3D 프린팅으로 만들 수 있다. 출력물을 다른 재료나 부품과 연결하여 원하는 것을 만들 수도 있다.

FDM 3D 프린터의 최대 단점과 장점

느린 출력 속도 

FDM 3D 프린터뿐만 아니라 현재 대부분의 3D 프린터의 출력 속도는 생각보다 매우 느린 편이다. 어른 주먹만 한 부피의 무엇인가를 3D 프린터로 만들려고 하면 기본으로 3~4시간이 소모된다. 물론 100배 빠른 3D 프린터가 개발되었다고는 하지만 개인 사용자가 사용할 만큼 기술이 보편화되기에는 시간이 걸릴 것이다.

 

어쨋든 층층층 쌓아서 3D 모양을 만드는 방식에서는 출력 속도가 무한정 빨라질 수는 없다. 오히려 출력 속도를 너무 빠르게 하면 기계 진동이 발생하여 출력물의 품질이 떨어질 수 있다. 이렇게 느린 출력 속도의 단점에도 불구하고 왜 개인, 취미로 3D 프린터를 사용하려는 것일까?

 

내가 원하는 단 하나!!

이전에 물건을 만드는 공정에서는 사출 성형을 많이 이용했다. 사출 성형은 여러 개의 똑같은 제품을 3D 프린터보다 빠르게 만들 수 있지만, 1개당 가격을 저렴하게 만들기 위해서는 기본 천 개, 만 개 단위로 만들어야 한다. 이런 공정에서 오히려 적은 수의 무엇인가를 만드는 것은 매우 비싸다.

 

하지만 3D 프린터는 출력 시간이 오래 걸려도 원하는 단 하나를 만들기에 매우 적합하다. 나만의 열쇠고리, 액자, 명함집, 소품, 부품, 자동차, 드론 등 하나를 만들어 보고 시도해 보기에는 FDM 3D 프린터는 개인, 취미 사용자가 느낄 장점은 두말하면 잔소리이다. 

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메이커 다은쌤의 FDM 3D PRINTING 에 나오는 내용입니다.

3D 프린트 공부를 위한 자료입니다. 

 

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