3D프린터모델링부터 출력, 제작까지 한 번에!!

3년 전만 해도 이 분야에 관심 있는 사람들이 아니면 3D프린터에 대해서 전혀 모르는 사람들이 많았는데 장비들이 보급과 되면서 이제는 이 기술에 대해 모르는 사람이 없을 정도로 엄청나게 핫한 주제이죠.

그렇다 보니 대행업체들도 많이 생겨나고 있는데요, 주로 3D프린터모델링부터 출력, 제작까지 모두 한 번에 진행해주는 곳이 많습니다.

그래서 오늘은 제작과정에 대해 포스팅하려고 합니다.

RP(Rapid prototype) 출력과정은 보통 3D설계-지코드(G-code) 변환-출력-후가공-조립 순으로 진행됩니다.

 

장비를 이용해서 출력하려면 무조건! 필수로!!! 3D데이터가 있어야 하는데요, 보통 교육이나 경험을 목적으로 하시는 분들은 ‘싱기버스(Thingiverse)’라는 무료 콘텐츠 공유 사이트에서 원하는 형상을 다운로드 해서 출력을 하시면 됩니다.

시제품이나 목업 등 아이디어 제품을 출력하려고 한다면 3D프린터모델링을 꼭 해야 합니다.

카티아(CATIA), 라이노(Rhinoceros 3D), 스케치업 등 설계 프로그램을 다룰 줄 안다면 직접 하시면 되는데요, 기존에 있는 제품이라면 실물 사이즈를 측정하고, 아이디어 상품이라면 대략적인 스케치를 해서 직접 컴퓨터로 툴을 이용해서 하시면 됩니다.

 

혹시나 직접 Modeling을 했더니 이 모양은 출력이 될까?라고 걱정을 하시기도 하는데요, 그런 걱정은 넣어둬! 넣어둬!

보통 출력은 업체 쪽에 맡겨서 진행하기 때문에 출력이 안 되는 형상이나 애매한 부분은 설계자가 디자인 수정을 해서 출력이 가능하게 만들어 드립니다.

그리고 나는 컴퓨터 프로그램을 다룰 줄 모른다. 하시는 분들은 업체에 맡기시면 됩니다. 실제 형상이 있다면 제품을 보여주면 되고, 아이디어 상품이라면 위와 같은 방법으로 간단한 스케치나 비슷한 형상의 사진 등 참고가 될 만한 자료들을 전부 주고 상세한 설명을 덧붙여 해주시면 됩니다.

3차원 파일이 완성되었다면 보통 확장자가 STL, STP, 3dm, ZPR 등 프로그램에 따라서 다르게 나오는데요, 3D프린팅을 하시려면 이 기계가 인식할 수 있도록 확장자를 G-code로 변환해주어야 합니다.

무료 툴로는 Cura, Make Ware, Skeinforge, Slic3r, KISSlicer 등이 있는데요, 주로 큐라를 많이 사용하는 편입니다.

3D컴퓨터모델링과 확장자 변환 작업이 끝이 났다면 출력을 해야겠죠?

출력방식은 재료에 따라 고체형, 액체형, 가루형으로 나눠집니다.

액체형은 빠르게 만들 수 있고, 뛰어난 표면조도와 정밀도를 자랑하지만 재료비가 비싸고, 가루형도 미세먼지 발생이 심하고, 장비 자체가 고가입니다.ㅠㅠ

그래서 일반적으로는 사용하기 쉽고, 저렴한 고체형을 주로 사용합니다.

 

고체형이란 필라멘트라는 재료를 고온에서 녹여 압출하여 한층 한층 쌓아 올리며 형상을 만드는 방법인데요, 단점이라면 시간이 오래 걸리고 오류가 발생하기 쉽다는 것입니다.

재료는 주로 PLA와 ABS를 사용합니다.

전자의 경우 옥수수 전분 소재로 만들었으며 생분해가 가능합니다. 녹는점도 낮고 냉각시 수축도 거의 없지만 단단한 만큼 깨지기가 쉽습니다.

후자의 경우 석유추출화합물로 녹는점이 상대적으로 높고, 수축이 심한 편이지만 후가공이 쉽다는 장점이 있습니다.

3D Printing이 된 제품은 있는 그대로 사용하기도 하고 후가공을 하기도 합니다.

아무래도 FDM(Fused Deposition Modeling)방식은 층층이 적층하는 방식이다 보니 표면에 결이 그대로 보여서 결을 없애거나 도색이 필요할 때 후처리를 하는데요, 사포 몇 종류와 서페이서라는 표면처리제만 있으면 가능합니다.

방법은 단순하지만 AM(Additive Manufacturing)의 과정 중 가장 고된 작업이라고 할 수 있습니다. 왜냐면 결이 보이지 않을 때까지 줄이 두꺼운 사포에서부터 줄이 가는 사포로 갈고, 갈고 또 갈고!!! 결이 없어질 때까지 계속 갈아야 하거든요ㅠㅠ 그리고 나면 눈에 보이지 않는 홈이나 거친 면을 잡기 위해 서페이서를 뿌려서 메꾸어줍니다.

그리고 사포로 갈아내는 방법 외에도 아세톤을 사용하는 방법이 있는데요, 그에 따른 장단점이 있긴 하지만 별로 추천하고 싶지는 않은 방법입니다.

 

후가공 팁이 있다면!! PLA는 표면을 갈아내기가 어렵다 보니 도색이나 표면처리를 해야 한다면 ABS로 출력하는게 좋습니다.

크기가 크거나 모형제작의 경우 조립까지 하기도 하는데요, 조립 또한 필요한 경우에만 하면 됩니다.!!

지금까지 3D프린터모델링부터 출려, 제작까지 하는 방법에 대해 알려드렸는데요, 기본적인 설명들이라 적층가공방식의 장비를 처음 사용하시거나 의뢰는 하시는 거라면 참고하시면 좋을 것 같습니다**^^**