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슬라이서 프로그램 속성2

06. 베드 온도(Bed Temperature)

베드 온도는 출력물이 만들어지는 바닥 면의 온도이다. 히팅 베드가 있는 기계에서만 해당한다. ABS는 히팅 베드가 없으면 수축이 심해 거의 출력할 수 없다. ABS로 출력할 때는 베드 온도를 90~110도 사이 베드 온도를 사용한다. PLA 경우 베드 온도가 없어도 출력되지만 히팅 베드가 있는 프린터라면 더 안정적인 출력을 위해 50~60도의 베드 온도를 설정하고 사용하는 것이 좋다.

  • 주의1 - 히팅 베드가 없는 프린터인데 베드 온도를 설정하고 프린팅을 시작하면 프린터가 움직이지 않는다. 베드 온도가 올라갈 때까지 기다리지만 실제로 베드 온도는 올라가고 있지 않기 때문이다. 
  • 주의2 - 히팅 베드가 높을 때는 100도 이상 올라가기 때문에 출력이 끝났다고 해서 바로 맨손으로 만져 화상을 입지 않도록 주의한다.
  • 주의3 - 히팅 베드에서 얇고 납작한 모양을 출력한 다음, 베드가 식기 전에 억지로 출력물을 떼면 휠 수 있으니 주의한다. 

07. 리트랙션(Retraction)

압출은 모양을 만들 때 익스트루더에서 재료를 밀어 뜨거운 노즐에서 재료가 녹아 나오는 상황을 이야기한다. 반면에 리트랙션은 압출과는 반대되는 상황이다. 노즐에 들어가 있는 재료를 익스트루더에서 뒤로 빼는 과정을 말한다. 모양을 만들지 않고 노즐이 이동만 할 때는 리트랙션이 작동하면서 재료를 노즐 뒤로 물러나게 한다.

 

리트랙션이 제대로 작동되지 않으면 뜨거운 상태의 노즐에서 재료가 늘어 나오면서 출력물 주변에 지저분한 거미줄 같은 모양을 만들어 낸다. 이를 스트링 현상이라고 부르기도 한다. 리트랙션은 주로 익스트루더가 재료를 뒤로 감는 속도와 거리로 조절된다. 너무 빠른 속도와 긴 거리로 리트랙션하게 되면 다시 재료를 압출할 때 일정하게 재료를 공급할 수 없다. 반면에 너무 느린 리트랙션은 출력물 주변에 거미줄을 많이 만들게 한다. 기계에 따른 적정값을 따르나 재료의 특성에 따라 리트랙션을 바꿔줘야 한다. 

08. 출력 속도(Printing Speed)

출력 속도는 재료가 나오면서 노즐이 왔다 갔다 하면서 모양을 그리는 속도이다. 출력 속도가 빠를수록 3D 프린팅 되는 속도가 빨라진다. 그러나 출력 속도가 빠르다고 해서 좋은 품질의 출력물을 얻는 것은 아니다. 출력 속도가 너무 빠르면 기계의 진동과 반동이 심해져 소음도 나고 출력 도중 모양이 틀어질 수 있다. 출력 속도를 천천히 하고 뽑는 경우가 대부분 품질은 좋으나 시간이 오래 걸린다.

 

출력 속도는 크게 2가지로 나누어 볼 수 있다. 재료가 나오면서 형상을 만들고 있는 프린팅 속도재료가 나오지 않으면서 노즐이 위치를 변경할 때 움직이는 이동 속도이다. 보통 프린팅 속도는 50mm/s, 이동 속도는 80mm/s를 사용한다. 사용자 또는 기계마다 선호하는 속도가 다를 수 있다.

 

프린팅 속도와 이동 속도를 같게 사용해도 무방하다. 프린팅 속도는 출력물의 품질에 직접적으로 연관되기 때문에 무조건 빠르게 할 수는 없지만, 이동 속도는 조금 빠르게 하여 전체 출력 시간을 줄일 수 있다. 그래서 일반적으로 프린팅 속도보다 이동 속도를 조금 빠르게 두고 사용한다. 

 

하지만 이동 속도 역시 너무 빠르면 노즐이 이동 중에 출력물을 건드려 부러트리거나 베드에서 떨어지게 만들 수 있다. 그렇다고 이동 속도가 너무 느리게 이동하면 노즐에서 굳지 않은 재료들이 늘어나면서 중간에 거미줄처럼 지저분한 스트링 현상이 생길 수도 있다. 슬라이서 프로그램에 따라서 프린팅 속도만 변경 가능한 경우가 있고, 출력 상황에 따라서 프린팅 속도를 다르게 바꿀 수 있는 경우도 있다. 좋은 품질의 3D 프린터 출력물을 얻기 위해서 조절이 가능하다면 아래의 속도를 고려해 본다.

  • 바닥 속도(Bottom Speed) - 재료가 처음 베드에 나오는 속도이다. 3D 프린팅에서 출력물의 베드의 안착은 매우 중요하기 때문에 바닥 속도를 낮춰서 사용하기를 추천한다. 일반적인 경우 바닥 속도는 보통 20mm/s를 사용한다.
  • 천장 속도(Top Speed) - 바닥 속도와 반대되는 최상단의 면을 만들어 주는 속도이다. 가장 높이가 높은 부분에서의 속도가 아니라 출력하는 형상에 따른 가장 바깥면이다. 역시 깨끗한 출력 면을 원한다면 일반적인 프린팅 속도보다 조금 느리게 하는 것이 좋다. 그래야 인필의 구멍 뚫린 면들이 깨끗하게 덮여진 출력물을 얻을 수 있다. 일반적인 경우 천장 속도도 역시 20mm/s를 사용한다.

09. 바닥, 윗면 두께(Bottom/Top Thickness)

출력물의 안쪽은 인필 모양으로 외벽은 셸 두께로 출력되고, 출력물 형상의 가장 아랫면과 윗면이 출력되는 두께가 바닥, 윗면 두께이다. 바닥, 윗면 두께는 출력물의 강도와 완성도에 영향을 미치는 요소이다. 바닥, 윗면 두께는 앞서 설명한 바닥 속도, 천장 속도로 천천히 출력되는 부분이기도 하다.

 

바닥 두께와 윗면 두께 역시 레이어의 배수로 설정하는 것이 좋다. 예를 들어 레이어를 0.2mm로 설정했다면 바닥, 윗면 두께는 0.8mm, 1.0mm로 설정하는 것이 좋다. 만약 레이어를 0.2mm로 설정하고 바닥, 윗면 두께를 0.7mm로 설정했다면 실제 만들어 지는 윗면의 두께는 0.6mm이다.

 

보통 0.4mm 노즐에서 0.2mm 레이어를 사용할 때 많이 사용하는 바닥, 윗면 두께는 0.8mm이다. 즉, 4번 레이어가 만들어지면 인필 모양이 보이지 않게 덮어진 면을 만들게 된다. 0.8mm 이하의 윗면 두께는 인필의 구멍이 제대로 메꿔지지 않아 지저분한 출력물의 면을 얻을 수 있다. 또한, 너무 두꺼운 바닥, 윗면 두께는 출력 시간을 오래 걸리게 한다.

10. 1층(First Layer)

1층은 3D 프린팅을 시작해서 노즐이 베드에 가장 먼저 만드는 면이다. 바닥 속도로 노즐이 움직이면서 재료가 처음 베드에 닿는 면이기도 하다. 1층은 아주 중요하다. 베드에 1층의 모양이 제대로 쌓이지 않으면 그 위의 모양도 잘 만들 수 없다. 그래서 앞에서 1층을 만드는 바닥 속도를 천천히 사용하는 것을 추천했으며, 슬라이서 프로그램에서는 안정적인 1층을 만들기 위해서 여러 가지 기능을 제공하고 있다. 

 

스커트, 브림, 라프트가 대표적인데 모양도 하는 역할도 조금씩 다르다. 하나씩 알아본다.

  • 스커트(Skirt) - 스커트는 출력물의 바닥 면에서 일정 거리 떨어져서 외각에 하나의 선을 그리는 기능이다. 스커트는 본격적인 출력물을 만들기 전에 외각에 선을 한 번 그리면서 노즐에 혹시 붙어 있을 이물질을 제거하는 역할을 한다. 스커트가 출력물과 떨어진 거리 없이 바로 옆에서 여러 선을 연속해서 그려 넓은 1층의 출력 면을 만들면 그것은 브림이 된다.
  • 브림(Brim) - 브림은 스커트의 확장으로 출력물과 거리가 0에서부터 선이 여러 번 그려져 나가면서 1층에 넓은 바닥 면을 만든 상태를 말한다. 브림을 만들면 출력물과 베드가 닿는 면적이 넓어져 접착력이 좋아진다. 즉, 출력물이 베드에 더 잘 붙어 있을 수 있다. 출력하려는 모양의 바닥 면적이 좁을 때 슬라이서 프로그램에서 브림을 선택해서 함께 출력하는 것이 좋다. 브림은 출력물 바로 옆에 딱 붙어서 만들어진다. 출력이 끝나면 니퍼나 가위를 이용해서 브림을 잘라 줘야 한다. 브림이 불필요한 모양에서 브림을 함께 출력하면 3D 프린팅 시간을 증가시키고, 출력 이후 브림을 제거하는 후 작업이 필요해진다.
  • 라프트(Raft) - 라프트는 베드와 닿는 출력물의 바닥 면에 아예 새로운 면을 만드는 기능이다. 출력물의 바닥 모양보다 더 넓은 모양의 라프트를 베드에 먼저 만든 다음, 그 위에 출력물의 모양을 만들기 시작한다. 베드가 손상되어 홈이 파였을 때 라프트를 사용하면 고른 바닥 면을 얻을 수 있다. 또는 출력물의 모양이 얇고 납작하여 베드에서 잘 떨어지지 않을 때 라프트를 함께 출력하면 좋다. 하지만 역시 불필요한 라프트의 생성은 재료의 소모도 늘리고 출력 시간도 오래 걸리게 한다. 라프트는 브림과 반대되는 기능이다. 출력물이 베드에 잘 붙어 있게 하고 싶으면 브림을 사용하고, 출력물을 베드에서 잘 떼고 싶으면 라프트를 사용한다. 라프트 없이 바로 베드에 만들어진 출력물의 바닥면이 좀 더 조밀하고 매끄러운 면이 생성된다.

11. 서포트(Support)

FDM 3D 프린터는 특히 공중에 떠 있는 모양을 제대로 만들 수 없다. 공중에 떠 있는 모양은 지구에 작용하는 중력으로 인해 노즐에서 나온 재료가 굳지 못하고 그대로 밑으로 흘러내린다. 공중에 떠 있는 모양을 무너지지 않게 출력하기 위해서 서포트를 사용하면 된다. 무너질 위험이 있는 부분에 임시 구조물을 만들어 흘러내리지 않게 해주는 것이 서포트이며, 출력 완료 후에 제거하는 임시 구조물이다.

 

서포트는 보통 일반 출력보다 약하게 붙어 있어 출력 완료 후 쉽게 제거할 수 있다. 서포트를 제거한 면은 일반 출력한 면보다 조금 거칠 수 있다. 잘 다듬어 주는 작업이 필요하다. 서포트를 사용하는 것은 그만큼 재료가 사용되면서 출력 시간이 늘어나게 된다. 모양에 따라 서포트가 생겼을 때 출력 시간이 배 이상 늘어 날 수도 있다. 3D 프린팅을 위한 3D 모델링을 제작할 때 YHT룰을 잘 생각하면서 서포트의 필요 여부를 고려하면 좋다. 

 

참고로 Cura에서의 서포트

  • Crua에서의 서포트 - Cura 슬라이서 프로그램을 예로 들어 서포트를 살펴 본다. 모델링 파일을 불러오면 노란색으로 나타난다. 대부분의 슬라이서 프로그램에서 서포트를 선택하면 모양은 조금씩 다를 수 있지만, 공중에 떠있는 부분을 자동으로 인식하여 서포트를 만들어 준다. 

Cura에서의 서포트 종류 - 베드와 출력물 사이에만 생긴 서포트, 모든 공간에 다 생긴 서포트 등으로 슬라이서 프로그램에서 서포트를 선택할 수 있다. 슬라이서 프로그램마다 기능의 차이는 있다. 자동으로 서포트를 만들어 주는 프로그램이 있는가 하면, 선택적으로 내가 위치를 지정해서 서포트를 만들 수 있는 슬라이서 프로그램도 있다. 서포트를 베드에서부터 만들 수도 있고, 출력물과 출력물 사이에의 모든 공간을 다 채우는 서포트도 있다. 완성된 품질의 출력물을 얻기 위해서는 서포트의 종류도 고려하여 선택한다. 불필요한 곳에 만들어진 서포트는 제거하는 데 어렵거나 특정 면을 거칠게 만들 수 있다.

 

 


메이커 다은쌤의 FDM 3D PRINTING 에 나오는 내용입니다.

3D 프린트 공부를 위한 자료입니다. 

 

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