출력물이 도면대로 안 나오는 경우가 있습니다. 바닥이 들리거나, 층이 갈라지거나, 전체가 살짝 뒤틀립니다.
원인은 대개 하나입니다. 뜨거울 때 만들어 식히기 때문입니다.
줄어드는 것이 문제가 아닙니다
쌓고 나면 식습니다. 소재를 녹이거나 굳혀 쌓기 때문입니다. 식으면 줄어듭니다. 이건 모든 소재가 그렇습니다.
문제는 부품 안에서 줄어드는 양이 다를 때 생깁니다.
위쪽이 늦게 식으면서 줄어들면, 이미 굳은 아래쪽을 위로 당깁니다. 바닥 모서리가 들리는 것이 이 현상입니다.
전체가 똑같이 줄면 문제가 없습니다. 그만큼 크게 뽑으면 됩니다. 부위마다 다르게 줄기 때문에 형상이 틀어집니다.
어떻게 나타나나
| 증상 | 어디서 생기나 |
|---|---|
| 바닥이 들립니다 | 넓고 평평한 바닥 |
| 층이 갈라집니다 | 식는 속도 차이가 클 때. 고온 소재에서 잦습니다 |
| 전체가 조금 작습니다 | 소재 특성. 보정으로 맞춥니다 |
| 뒤틀립니다 | 두께가 고르지 않은 형상 |
| 얇은 곳이 휩니다 | 벽이 얇고 긴 형상 |
두 번째가 고온 소재의 문제입니다. 사례에서도 ULTEM 을 다룰 때 요구 조건에 「균열 없는 출력」이 못 박혀 있었습니다. 이유는 「수축이나 층간 박리가 생기기 쉽다」는 것이었습니다. 자세한 것은 ULTEM·PEEK 3D프린팅, 금속 대신 쓸 때에 있습니다.
무엇으로 줄이나
1. 챔버 온도
가장 큰 대응입니다. 쌓는 동안 주변을 따뜻하게 유지하면 위아래 온도 차가 줄어듭니다.
사례에 쓰인 Fortus 450mc 가 「챔버 내부 온도 정밀제어로 대형 출력 시 변형 최소화」를 내세우는 이유가 여기 있습니다. 데스크톱 장비로 고온 소재를 다루기 어려운 이유이기도 합니다.
2. 출력 방향과 분할
넓고 평평한 면을 판에 붙이면 들릴 면적이 커집니다. 세워 뽑으면 그 면적이 줄어듭니다.
큰 부품은 나눠 뽑는 방법도 있습니다. 전시·건축 모형은 나눠서 뽑습니다가 그 사례입니다. 다만 나누면 붙이는 자국이 생기므로 어디서 나눌지를 함께 정해야 합니다.
방향은 강도와 표면도 함께 바꿉니다. 그래서 한 가지만 보고 정할 수 없습니다. 출력 방향이 강도를 바꿉니다에 정리했습니다.
3. 형상 수정
두께를 고르게 만들면 식는 속도도 고르게 됩니다.
| 흔한 문제 형상 | 어떻게 고치나 |
|---|---|
| 두꺼운 덩어리 | 속을 비우고 리브를 넣습니다 |
| 두께가 급변하는 곳 | 완만하게 이어 줍니다 |
| 넓고 평평한 바닥 | 모서리를 둥글리거나 방향을 바꿉니다 |
| 길고 얇은 벽 | 보강 구조를 넣습니다 |
4. 냉각 시간
특히 SLS 가 그렇습니다. 출력이 끝나도 분말 상자째로 천천히 식혀야 합니다. 급하게 꺼내면 그 자체가 변형이 됩니다.
Fuse SLS 사례가 이 이야기입니다. 「레이저 파워, 스캔 속도, 냉각 시간을 최적화하여 얇은 형상에서도 변형이 없도록 설정」했다고 적혀 있습니다. 결과는 1.68mm 벽이 오차 ±0.05mm 안이었습니다. SLS 3D프린팅, 서포트가 없다는 것에 있습니다.
방식마다 다릅니다
| 방식 | 변형이 어디서 오나 |
|---|---|
| FDM | 녹인 소재가 식으면서 줄어듭니다. 변형이 가장 잘 보입니다 |
| SLA · LFS | 빛으로 굳힐 때 줄어듭니다. 경화 과정에서 더 움직입니다 |
| SLS | 분말이 받쳐 주지만 냉각이 고르지 않으면 틀어집니다 |
| PolyJet | 층이 얇아 상대적으로 적습니다 |
| 금속 PBF | 열이 크게 걸립니다. 서포트가 열을 빼내는 역할도 합니다 |
금속이 다른 점이 있습니다. 서포트가 받치기만 하는 것이 아니라 열을 빼내는 통로이기도 합니다. 그래서 떼기 좋은 곳에만 붙일 수 없습니다.
SLA 쪽에서는 경화 후 변형이 적은 소재를 고르기도 합니다. 몰드 사례에서 Tough 2000 을 고른 이유 중 하나가 「출력 후 경화 과정의 변형이 적어 데이터 오차 최소화」였습니다.
다시 봐야 할 경우
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 미리 말씀해 주셔야 하는 경우 | 넓고 평평한 면이 있는 부품 / 두께 차이가 큰 형상 / 조형 공간에 꽉 차는 큰 부품 / 고온 소재로 뽑는 건 |
| 형상을 고쳐야 하는 경우 | 속이 꽉 찬 두꺼운 덩어리 — 비우는 편이 낫습니다 / 급하게 얇아지는 단면 — 완만하게 이어 줍니다 / 길고 얇은 외팔보 — 보강이 필요합니다 |
형상 수정은 협의가 먼저입니다. 기능에 상관없는 곳만 고칩니다. 어디를 못 건드리는지 알려주시면 그 밖에서 방법을 찾습니다.
담당자가 확인할 것
- 지켜야 할 치수를 표시합니다. 그 치수에 보정을 겁니다.
- 평평해야 하는 면을 알려주십시오. 들리면 안 되는 면입니다.
- 속을 비워도 되는지 확인합니다. 비우면 변형이 크게 줍니다.
- 소재가 정해져 있는지 봅니다. 고온 소재면 장비부터 좁혀집니다.
- 크기를 알려주십시오. 클수록 변형이 커집니다.
