FDM 인필과 강도의 관계를 설명하기 위한 이미지입니다.
“튼튼하게 100%로 채워 주세요”라는 요청을 자주 받습니다. 인필을 늘리면 재료는 더 들어갑니다. 그러나 강도가 같은 비율로 늘지는 않습니다.
인필 숫자보다 힘이 어디로 지나가는지를 먼저 봐야 합니다.
인필은 부품 안쪽의 구조입니다
FDM은 외벽을 만든 뒤 내부를 격자나 선 구조로 채웁니다. 인필 20%는 내부 공간의 일부만 채우고, 100%는 빈 공간을 거의 남기지 않는 설정입니다.
| 항목 | 낮은 인필 | 높은 인필 |
|---|---|---|
| 재료 사용량 | 적습니다 | 많습니다 |
| 출력 시간 | 짧습니다 | 길어집니다 |
| 무게 | 가볍습니다 | 무거워집니다 |
| 압축 하중 | 내부 지지가 적습니다 | 내부 지지가 늘어납니다 |
| 열 축적 | 비교적 적습니다 | 변형 위험을 따로 봐야 합니다 |
수치는 슬라이서와 형상에 따라 달라집니다. 인필 20%와 100%의 가격 차이를 고정 배수로 말할 수 없는 이유입니다.
벽이 먼저 힘을 받습니다
굽힘을 받는 부품은 바깥쪽 벽에 큰 응력이 생깁니다. 이때 인필을 조금 높이는 것보다 벽 수를 늘리는 편이 더 유리할 수 있습니다.
나사 구멍과 보스, 얇은 목처럼 힘이 모이는 구간도 따로 봐야 합니다. 전체를 100%로 채워도 모서리에서 깨지거나 적층면이 벌어질 수 있습니다.
출력 방향이 강도에 미치는 영향은 출력 방향이 강도를 바꿉니다에서 확인할 수 있습니다.
100%가 항상 좋은 설정은 아닙니다
인필 100%는 압축 지지와 무게가 필요한 부품에 쓸 수 있습니다. 반면 큰 부품에서는 출력 시간이 크게 늘고 내부 열이 빠져나가기 어려워 변형이 생길 수 있습니다.
완전 충전처럼 보여도 출력선 사이에는 경계가 남습니다. 절삭 가공한 덩어리 소재와 같은 구조로 보면 안 됩니다.
| 부품 조건 | 먼저 조정할 항목 |
|---|---|
| 휘어지는 브라켓 | 벽 수와 리브, 출력 방향 |
| 나사 체결부 | 보스 두께와 국부 인필 |
| 위에서 눌리는 받침 | 인필 패턴과 밀도 |
| 가벼워야 하는 커버 | 낮은 인필과 충분한 외벽 |
| 가공할 면이 있는 부품 | 가공 여유 구간의 국부 보강 |
비용은 재료량만으로 정해지지 않습니다
인필을 높이면 재료와 장비 시간이 늘어납니다. 다만 견적에는 장비 준비와 후처리, 최소 작업비도 포함됩니다. 작은 부품 1개의 인필을 바꿨다고 총액이 같은 비율로 변하지는 않습니다.
3D프린팅 견적의 항목은 같은 크기인데 왜 값이 다른가에서 자세히 볼 수 있습니다.
시험할 때 정할 것
- 실제로 받는 힘의 방향을 표시합니다.
- 벽 수와 위·아래 면의 두께를 먼저 정합니다.
- 인필 패턴과 비율을 고릅니다.
- 나사 보스와 모서리를 국부 보강합니다.
- 같은 조건의 시험편을 파손 또는 변형 시험으로 비교합니다.
FDM이 아닌 매끈한 시제품이 목적이라면 FDM과 SLA, 어떤 걸 쓸지 정하는 기준을 먼저 확인하십시오.
