대형 부품 3D프린팅, 나눠 뽑을까 큰 장비로 갈까

부품이 커지면 갑자기 선택지가 줄어듭니다. 데스크탑 장비는 대부분 30cm 안팎이 한계이기 때문입니다.

방법은 둘입니다. 나눠 뽑아서 붙이거나, 큰 장비로 한 번에 뽑거나.

비용은 나누는 쪽이 훨씬 쌉니다. 그런데 이음매가 남습니다. 여기서 갈립니다.

이음매를 허용할 수 있는가

이 질문 하나로 대부분 정해집니다.

외관과 기밀성이 걸리면 대형 장비, 내부 부품이면 분할이 기본 방향입니다.

분할 출력이 유리한 이유

같은 부품을 나눠 뽑으면 비용이 내려갑니다. 이유가 셋입니다.

1. 작은 장비의 시간당 비용이 낮습니다. 대형 장비는 장비 값과 유지비가 높아 단가에 반영됩니다.
2. 여러 대를 동시에 돌립니다. 4조각으로 나누면 4대에서 병렬로 뽑아 오히려 빨리 끝납니다.
3. 실패 위험이 분산됩니다. 20시간짜리 출력이 마지막에 실패하면 전부 날립니다. 나누면 그 조각만 다시 뽑습니다.

납기가 급할 때 분할이 오히려 빠른 경우가 여기서 나옵니다.

어디서 자를지가 중요합니다

아무 데나 자르면 나중에 문제가 생깁니다. 세 가지를 봅니다.

하중 방향을 피합니다

접합면은 본체보다 약합니다. 힘이 걸리는 방향과 접합면이 수직이면 거기부터 벌어집니다.

하중이 지나가는 경로를 피해서, 힘을 덜 받는 곳에서 자릅니다.

출력 방향에 따른 강도 차이는 출력 방향이 강도를 바꾼다에 정리했습니다.

조립 기준면은 한 조각에 둡니다

여러 조각에 걸쳐 구멍이나 기준면이 나뉘면 정렬이 어긋납니다. 나사 구멍 두 개가 서로 다른 조각에 있으면 조립 시 안 맞을 수 있습니다.

정밀도가 필요한 형상은 한 조각 안에 몰아넣습니다.

정렬 구조를 넣습니다

그냥 평면끼리 붙이면 위치를 맞추기 어렵습니다. 설계 단계에서 맞물리는 구조를 넣어둡니다.

핀과 구멍을 넣을 때 공차를 얼마로 잡을지는 3D프린팅 조립 공차 가이드에 있습니다.

붙이는 방법

붙인 뒤에 이음매를 없애려면 퍼티로 메우고 연마한 다음 도색합니다. 이 공정을 거치면 육안으로 거의 안 보입니다. 다만 시간과 비용이 붙습니다.

후처리 종류는 3D프린팅 후처리 종류에 정리했습니다.

방식별로 큰 부품을 다루는 법

대형 부품은 FDM이 기본입니다. 산업용 대형 FDM 장비는 조형 크기가 크고 소재비도 상대적으로 낮습니다. 대형 목업이나 툴링을 이쪽으로 만드는 경우가 많습니다.

전시·건축 모형처럼 큰 것을 만든 사례는 전시·건축 모형 3D프린팅 사례에 있습니다.

크기가 커지면 생기는 문제

큰 부품에서는 작은 부품에 없던 문제가 나옵니다.

• 휨과 수축 — 면적이 넓을수록 변형이 커집니다. 챔버가 있는 장비가 유리합니다
• 출력 시간 — 수십 시간이 걸립니다. 중간에 실패하면 손실이 큽니다
• 무게 — 속을 채우면 무거워집니다. 내부를 비우는 설계가 필요합니다
• 후처리 공간 — 세척·연마할 곳도 부품 크기만큼 필요합니다

수축과 변형을 줄이는 방법은 3D프린팅 수축과 변형에 정리했습니다.

판단 순서

1. 이음매가 허용되는지 정합니다. 여기서 대부분 갈립니다.
2. 하중 방향을 확인합니다. 접합면이 힘을 받으면 위치를 옮깁니다.
3. 조립 기준면을 한 조각에 몰아넣습니다.
4. 정렬 구조를 설계에 넣습니다.
5. 애매하면 양쪽 견적을 비교합니다.

5번을 권해드립니다. 부품에 따라 대형 장비가 생각보다 안 비싼 경우가 있습니다. 도면을 보내주시면 두 방법으로 각각 계산해 드립니다.

견적 전에 정할 것은 견적 전에 정할 것에 정리했습니다.