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ThreeApples/IT&Tech

[IT] 3D 프린터 노즐(Nozzle)

잘생긴 이미남 2020. 4. 21. 13:52
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노즐(Nozzle)

3D 프린터에서 재료가 가열되어 나오는 부분이다. 대부분 저가 FDM 3D 프린터에는 1개의 노즐이 있는 싱글 노즐의 형태이며, 조금 비싼 3D 프린터에는 2개의 노즐을 사용하는 듀얼 노즐 제품도 있다. 노즐의 구멍이 작을수록 재료가 조금씩 나오면서 모양을 만들 때 세밀하게 표현을 할 수 있지만, 출력 시간은 더 오래 걸린다. 보통 일반적으로 사용되는 노즐의 크기는 0.4mm이다. 3D 프린터 기계마다 다른 모양, 크기의 노즐을 사용하고, 사용자가 원하는 크기의 노즐 교체 가능 여부도 다르다. 노즐의 바로 위에는 노즐을 뜨겁게 가열해주는 히팅 블록과 온도를 올려주는 히터가 연결되어 있다. 그리고 히팅 블록 안에 온도를 측정해 주는 온도 센서도 들어가 있다. 작업시 주의할 사항은 노즐은 상황에 따라 200도 이상 가열되기 때문에 절대 맨손으로 만지면 안된다. 특히 노즐의 온도 센서가 빠지거나 제대로 연결되지 않은 상태에서 노즐이 가열되면 히팅 블록이 계속 가열되는 위험한 상황이 일어날 수도 있으니 각별히 주의를 해야 한다.

노즐 주변의 냉각팬

3D 프린터의 노즐 부분을 관찰하면 달랑 노즐만 있지 않고, 냉각팬이 하나 이상 장착되어 있다. 식히기 위해 바람을 불어주는 팬의 역할을 얕봐서는 안된다. 냉각팬의 역할은 크게 2가지로 나눌 수 있다.

팬의 첫번째 역할은 히팅 블록 위쪽으로 올라오는 열을 식혀 주는 것이다. 히팅 블록은 노즐에서 재료가 녹아 나갈 수 있게 열을 내지만 히팅 블록 위쪽으로 열이 전달되면 재료(필라멘트)가 엉뚱한 위치에서 녹거나 팽창되어 재료 공급을 방해하여 출력을 망칠 수 있다. 특히 장시간 출력하게 되면 발생할 가능이 더 높다. 팬의 두번째 역할은 노즐 밖으로 나온 재료의 열을 식혀주는 것이다. 노즐 밖으로 나온 재료가 식지 않은 상태에서 그 위에 다시 재료가 올라가게 되면, 모양이 무너져 표면이 흘러내린 듯 굳어버려 깔끔한 출력물을 얻지 못할 수 있다.

노즐이 박혔을 때

3D 프린터에서 노즐은 가장 중요한 부분이면서 사용 중 가장 고장이 많이 나는 부분이기도 하다. 특히 노즐이 막히는 어려움을 많이 겪는다. 0.4mm의 노즐이 막혔을 때 노즐을 뚫어주는 방법으로 침을 사용하는 방법이 있다. 한의원에서 사용하는 보통 침의 길이는 0.3mm 지름이다. 노즐을 뜨겁게 가열한 상태에서 침을 이용하여 막힌 노즐을 뚫어 본다. 하지만 침을 이용해서 뚫었는데도 출력 도중 다시 막힌다면 노즐에 노즐 구멍으로 나오기 힘든 이물질이 안에 들어간 것이다. 이럴 때는 노즐 자체를 교체해주는 것이 더 좋다. 노즐을 분리해서 청소를 해주는 방법도 있다. 노즐을 분리하는 방법은 기계마다 다르니 확인하고 분해한다. 노즐을 토치나 히팅건으로 뜨겁게 가열하여 노즐 안쪽의 이물질이 밖으로 나오게 한다. ABS를 사용하는 프린터의 경우에는 분리된 노즐을 공업용 아세톤에 담가두면 노즐 안쪽에 남아있던 ABS를 녹이게 할 수 있다.

다음은 메이커 다은쌤의 FDA 3D 프린터 노즐 청소 

노즐 관리하기

노즐은 사용하는 재료에 따라 온도를 맞춰서 사용해야 하며, 특히 재료를 교체해서 사용할 때 더 많은 주의를 기울여야 한다. 프린팅을 시작했을 때 노즐 주변도 이물질 없이 사용하도록 한다. 노즐 주변에 이물질이 있으면 출력 도중 이물질이 출력물의 엉뚱한 곳에 붙거나, 바닥에 잘 안착한 출력물을 들어 올려 뒤어켜 망칠 수도 있다.


메이커 다은쌤의 FDM 3D PRINTING 에 나오는 내용입니다.

3D 프린트 공부를 위한 자료입니다. 

 

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