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ThreeApples/IT&Tech

[IT] 3D 프린터 베드(Bed)

잘생긴 이미남 2020. 4. 22. 07:30
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베드(Bed)

3D 프린터에서 재료가 층층이 쌓아지면서 출력물이 만들어지는바닥을 베드라고 한다. 베드 사이즈가 넓어야 3D 프린터로 만들 수 있는 출력 가능 사이즈도 커진다. 직교형은 베드가 네모나고 델타형은 베드가 동그란게 특징이다. 출력물의 최대 가능 사이즈를 이야기할 때 직교형은 가로 몇, 세로 몇, 높이 몇 mm로 이야기하며, 델타형은 둥근 바닥 넓이 몇 파이(지름), 높이 몇 mm로 이야기한다. 델타형 3D 프린터는 기구 특성상 높이가 올라갈수록 출력 가능 영역이 줄어든다.

히팅 베드

3D 프린터에 따라 베드를 뜨겁게 가열하는 히팅 베드를 가진 기계와 그렇지 않은 기계가 있다. 베드의 가열은 출력 시 재료가 바닥에 더 잘 붙어 있을 수 있게 도와주는 역할을 한다. PLA 재료는 히팅 베드가 없어도 출력할 수 있지만, ABS 재료는 히팅 베드가 없으면 출력할 수 없다. 주로 사용하려는 재료에 맞게 3D 프린터의 기능을 확인해야 한다. 히팅 베드가 높을 때는 100도 이상 올라가기 때문에 맨손으로 만지지 않도록 주의해야 한다.

분리형 베드 vs 고정형 베드

3D 프린터에는 베드가 기계와 분리가 되는 분리형 베드와 그렇지 않은 고정형 베드가 있다. 완성된 출력물을 베드에서 떼기에는 분리형 베드가 좋으나, 잦은 베드의 분리는 노즐과의 수평이 틀어지게 할 수 있다. 3D 프린터가 챔버형이면서 고정형 베드라면 출력물을 떼고 관리할 때 불편할 수 있다.

  • 분리형 베드 - 출력을 완료하고 베드를 3D 프린터에서 분리한 후, 작업물을 떼어내는 것을 말함
  • 고정형 베드 - 출력을 완료하고 고정 베드에서 바로 출력물을 떼어내는 것을 말함.

베드의 재질

베드의 재질에 따라서 베드와 직접 닿는 출력물의 바닥 면이 다르게 표현될 수 있다. 특히 유리 베드의 경우 출력물의 바닥 면이 광이 난다. 금속 베드이 경우에는 출력물의 바닥이 광이 나지 않는다.

레벨링과 오토 레벨링

재료가 베드에 잘 붙어서 안정적으로 3D 출력물을 얻기 위해서는 베드와 노즐 사이의 일정한 간격 유지가 필수적이다. 일정한 간격을 맞추는 과정을 레벨링이라고 부른다. 노즐이 위치가 변해도 베드와 일정 간격을 유지해야 고른 품질의 출력물을 얻을 수 있다. 초창기 FDM 3D 프린터에서는 수동적으로 사용자가 노즐을 옮겨가면서 노즐과 베드 사이의 높이를 맞춰 사용했다. 요즈음 3D 프린터 안에 접촉식(기구적) 또는 비접촉식(레이저)으로 기계가 스스로 높이를 측정하고 노즐과 베드의 높이를 맞춰 주는 오토 레벨링 기능이 있는 제품들이 많다. 오토 레벨링 기능이 있는 것이 분명 사용에 편리하다. 그러나 오토 레벨링 역시 100% 완벽한 수평을 잡아주는 것이 아니므로 베드의 높이를 수동으로 맞춰야 할 경우도 있다. 많은 사용자들이 명함 종이 한 장 정도의 두께로 노즐과 베드 사이의 간격을 맞춰서 사용한다. 노즐과 베드 사이의 간격에 정확한 답은 없다. 주로 사용하는 출력물의 레이어 높이를 0.2mm로 설정하는지 0.1mm로 설정하는지에 따라 달라질 수 있다. 첫 번째 레이어가 출력되는 모양을 보고 노즐과 베드의 간격이 올바른지 판단해 본다.

  1. 알맞은 베드와 노즐의 간격에서는 재료가 일정 힘으로 눌러지면서 균일하게 출력되는 모습을 볼 수 있다.
  2. 노즐과 베드의 간격이 넓으면 재료를 누르면서 나오는 힘이 없다. 재료가 베드에 잘 붙지 않고 일어나게 된다. 또한 재료끼리도 서로 붙지 않아 출력 면에 선 모양이 그대로 보이고 쉽게 뜯어진다.
  3. 노즐과 베드의 간격이 너무 좁으면 재료가 제대로 나오지 못한다. 재료가 너무 얇게 나오고 있거나 익스트루더에서 "띡띡"거리는 소리가 날 수도 있다. 또한, 출력 도중 노즐이 베드를 긁거나, 이미 출력된 형상을 긁으면서 지나갈 수 있다.

베드와 재료의 접착력

베드와 노즐 사이의 간격 다음으로는, 베드 자체에 출력된 재료를 잡아줄 수 있는 접착력이 중요하다. 베드와 출력물의 접착력을 올리기 위해서 사용자가 할 수 있는 행동은 크게 2가지로, 하나는 물리적으로 접착력을 증가시키는 방법과 다른 하나는 슬라이서를 이용해서 베드에 접착되는 면적을 넓게 하는 방법이다. 여기서는 먼저 물리적으로 접착력을 증가시키는 몇 가지 방법을 소개한다.

 

물리적으로 베드와 출력물의 접착력을 높이는 방법은 첫 번째는 앞서 소개한 노즐과 베드 사이의 적절한 간격을 유지하는 것이다. 두 번째는 베드의 온도를 높이는 것이다. 베드에 재료가 붙지 못하는 이유는 뜨거운 재료가 차가운 베드와 만나 수축이 일어났기 때문이다. 추운 공간에서 프린팅하면 출력물이 수축이 일어날 경우가 높다. 히팅 베드의 온도를 올려 베드의 접착력을 높여 본다. 히팅 베드의 기능이 없는 3D 프린터의 경우, 프린팅을 처음 시작하기 전에 베드를 뜨거운 물이나 헤어드라이어로 달궈 주는 방법도 있다.

 

또 다른 방법은 접착력을 높이기 위해 베드 위에 테이프나 접착제를 사용하는 것이다. 실제 많이 사용하는 재료로는 덕성 테이프, 내열 마스킹 테이프, 블루 테이프, 캡톤 테이프, PET 시트, 헤어스프레이, 헤어젤, 물풀, 딱풀 등이 있다. 베드에 테이프를 붙이고 그 위에 풀을 다시 칠해서 사용하는 사람들도 있다. 외국에서는 베드 위에 두고 사용하는 Buildtak과 같은 제품이 나오기도 한다. 3D 프린터 회사에서 특수 풀을 제공해 주는 곳도 있으며 기계마다, 사용자마다 베드의 접착력을 높이기 위한 여러 방법을 사용하고 있다. 주의할 점은 가열된 노즐과 베드 위에 직접 가연성 헤어스프레이를 뿌리는 것은 매우 위험하다.

베드 관리하기

베드가 심각하게 손상되지 않게 잘 사용해야 한다. 레벨링을 잘못 맞춰 노즐로 패드를 긁는 경우 베드에도 손상을 주고 노즐 또한 망가질 수 있다. 베드에서 완성된 출력물을 분리하기 위해서 납작한 스크래퍼를 사용하는 경우가 많은데, 스크래퍼의 끝은 매우 날카로우므로 사용 시 손을 다치지 않게 주의하길 바란다. 스크래퍼를 잘못 사용하면 손뿐만 아니라 베드에 흠집을 만들어 손상을 가게 할 수 있다. 베드의 표면이 손상되거나 울퉁불퉁해지면서 재료가 베드에 잘 안착할 수 없다. 또한, 출력물의 바닥 면에 베드가 가지고 있는 자국이 그대로 나타나 보기에도 안 좋다.


메이커 다은쌤의 FDM 3D PRINTING 에 나오는 내용입니다.

3D 프린트 공부를 위한 자료입니다. 

 

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