3D 인쇄를 위한 최상의 레이어 높이!

3D 인쇄를 막 시작하는 경우 모델을 인쇄해야 하는 레이어 높이가 어느 정도인지 완전히 확신하지 못할 수도 있습니다.

이 기사에서는 레이어 높이가 무엇인지, 레이어 높이와 노즐 직경 사이의 관계 및 차이점에 대해 설명하겠습니다. 특정 주제를 둘러싸고 많은 혼란이 있는 것 같기 때문에 가장 좋은 레이어가 무엇인지 다룰 것입니다. 높이는 일반적으로 응용 프로그램(인쇄 품질, 강도, 속도 등)에 따라 다릅니다.

자, 더 이상 고민하지 않고 바로 본론으로 들어가겠습니다!

3D 프린팅에서 레이어 높이는 무엇입니까?

해상도 또는 디테일이라고도 하는 레이어 높이는 3D 프린트에서 압출된 플라스틱의 각 개별 레이어의 높이입니다. 레이어 높이가 낮을수록 모델을 완성하기 위해 더 많은 레이어를 인쇄해야 하기 때문에 더 자세한 인쇄물이 나옵니다. 예를 들어; 레이어 높이가 0.12mm인 20x20x20mm 큐브를 인쇄하면 166개의 레이어가 있지만 레이어 높이가 0.28mm인 레이어는 71개뿐입니다.

절충안은 무엇입니까? 더 높은 해상도 또는 더 낮은 레이어 높이로 인쇄하면 프린터가 2배 이상의 레이어를 배치해야 하기 때문에 개체를 인쇄하는 데 걸리는 시간이 크게 늘어나지만 레이어 높이를 높이면 인쇄 속도가 빨라집니다. 전반적인 세부 사항이 적습니다.

기본적으로 인쇄 시간과 세부 사항을 거래하고 있습니다.

예를 들어 다음 두 개의 Benchy 프린트를 예로 들어 보겠습니다. 왼쪽은 레이어 높이 0.12mm로, 오른쪽은 0.32mm로 인쇄했습니다.

0.12mm 벤치는 3:24 시간에 인쇄되고 총 400개의 레이어가 있으며 0.32mm 벤치는 인쇄하는 데 1:26 시간이 걸리고 150개의 레이어가 있습니다. 이는 인쇄 시간에서 상당히 큰 감소이며 유일한 차이점은 레이어 높이입니다.

보시다시피 오른쪽 벤치는 훨씬 더 눈에 띄는 선을 가지고 있습니다. 이것은 매우 눈에 띄는 계단 효과로 지붕과 측벽/레일 상단에서 특히 두드러집니다.

노즐 직경과 이것이 레이어 높이에 미치는 영향

대부분의 프린터의 기본 노즐 직경은 0.4mm이지만 일반적으로 0.2mm에서 최대 1mm까지 다양합니다. 노즐 직경을 늘리면 증가된 레이어 높이로 인쇄할 수 있을 뿐만 아니라 예를 들어 둘레 자체가 더 넓어지기 때문에 벽을 인쇄하는 데 필요한 둘레 수를 줄일 수 있습니다. 레이어 높이는 노즐 직경의 80%를 초과해서는 안 됩니다(최소값 없음).

다음은 각 노즐 직경에 대해 권장되는 최대 및 최소 층 높이를 나타내는 표입니다. 최소값은 노즐이 아니라 프린터의 스테퍼 모터에 따라 달라지므로 일반적으로 0.04mm 이하로 내려가서는 안 됩니다. (자세한 내용은 잠시 후), 하지만 최소값이 있는 이유는 높은 수직 해상도(낮은 레이어 높이)로 인쇄하지만 최소 선 너비(노즐 직경)는 일반적으로 거의 의미가 없기 때문입니다.

노즐 크기	최소 레이어 높이	최대 레이어 높이
0.15mm	0.04	0.12
0.20mm	0.05	0.16
0.25mm	0.06	0.20
0.30mm	0.08	0.24
0.35mm	0.09	0.28
0.40mm	0.10	0.32
0.50mm	0.13	0.40
0.60mm	0.15	0.48
0.80mm	0.20	0.64
1.00mm	0.25	0.80

더 큰 직경의 노즐로 인쇄하고 레이어 높이를 높이면 모델의 인쇄 시간을 크게 줄일 수 있으며 때로는 3~4배 더 빠르게 인쇄할 수 있습니다.

이제 노즐 직경과 레이어 두께는 동일하지 않으며 동일한 방식으로 최종 결과에 영향을 미치지 않습니다. 레이어 높이는 주로 인쇄물의 수직 또는 경사진 부분의 인쇄 품질에 영향을 미치는 반면 노즐 직경은 세부 수준에 영향을 미칩니다. 대부분 수평면에서 , 더 큰 직경의 노즐이 수직으로 보이지 않아야 하는 더 넓은 레이어를 인쇄하기 때문입니다.

기본적으로 더 큰 직경의 노즐은 더 넓은 둘레에 놓이고 레이어 높이(노즐 직경의 최대 80%)를 늘릴 수 있어 훨씬 더 빠른 인쇄가 가능합니다. 여기서 문제는 0.12mm 레이어 높이에서 0.4mm 노즐로 인쇄하거나 더 작은 직경의 노즐을 사용하고 훨씬 더 낮은 레이어 높이를 사용하여 인쇄하는 경우보다 인쇄 품질이 훨씬 낮지만 훨씬 더 빨리 인쇄된다는 것입니다.

더 큰 노즐을 사용하면 "꽃병" 모드에서 인쇄할 때 인쇄 시간에 영향을 미치지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 여전히 똑같은 순서로 이동해야 하기 때문입니다.

3D 프린팅에 가장 적합한 레이어 높이는 무엇입니까?

대부분의 3D 인쇄물의 경우 이상적인 레이어 높이는 0.2mm입니다. 큰 인쇄물과 작고 상세한 인쇄물 모두에서 품질과 인쇄 속도 사이의 좋은 중간 지점이고 레이어 선이 너무 보이지 않기 때문입니다. 레이어 높이를 낮추면 더 자세하게(작은 인쇄물에 적합) 개체를 인쇄하는 데 걸리는 시간이 늘어나고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

물론 이것은 가능한 한 높은 해상도로 복잡한 세부 사항을 인쇄해야 하는 미니어처를 인쇄하는 것과 그렇지 않은 더 크고 기능적인 개체를 인쇄하는 것과 매우 다르기 때문에 인쇄물의 요구 사항에 따라 다릅니다. 멋지게 보이지만 여전히 작동해야 합니다.

세부 사항을 위한 최상의 레이어 높이

레이어 높이가 낮을수록 더 자세한 3D 프린트가 나옵니다. 그러나 이것은 레이어 높이가 0.1mm에 도달할 때까지만 해당됩니다. 예를 들어 0.05mm 아래로 내려가면 품질이 눈에 띄게 향상되지 않기 때문입니다. 정말 고해상도가 필요한 대부분의 일상적인 인쇄물의 경우 0.12mm를 사용하는 것이 가장 적합합니다.

표준 0.2mm 대신 0.12mm로 인쇄하면 인쇄 시간도 상당히 증가한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 따라서 이러한 세부 사항의 증가가 실제로 추가 시간을 할애할 가치가 있는지 자문해야 하는 이유입니다.

나는 일반적으로 매끄럽고 디테일한 마무리를 하고 싶을 때 0.12mm로 인쇄하는데, 이때 레이어가 거의 보이지 않습니다.

강도를 위한 최상의 레이어 높이

일반적으로 0.1mm에서 0.15mm까지의 레이어 높이가 가장 강한 결과를 생성하며 이 값보다 낮거나 높으면 인쇄물의 강도가 크게 감소합니다. 노즐 직경도 중요한 역할을 한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 낮은 층 높이에 인쇄된 큰 직경의 노즐은 가장 넓은 접촉 표면적을 제공하여 전체적으로 더 강한 층 접착력을 제공하기 때문입니다.

다양한 레이어 높이와 노즐 직경이 인쇄 강도에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위한 연구가 수행되었습니다. 그들은 0.4mm, 0.6mm 및 0.8mm 노즐과 다양한 층 높이를 테스트했으며, 층 높이를 높일수록 부품이 약해지며, 실제로 최소에서 최대 층 높이까지 강도 차이가 있다는 결론에 도달했습니다. 약 3.5배.

이 이미지에서 볼 수 있듯이 더 큰 직경의 노즐로 인쇄하기 때문에 노즐 직경은 중요한 역할을 하지만 낮은 레이어 높이에서는 각 레이어가 이전 레이어에 접착할 수 있도록 더 넓은 접촉 표면적을 제공하여 전체적으로 더 강력합니다. 접착력을 높여 더 강력한 3D 프린트를 제공합니다.

레이어 방향 고려

예를 들어 같은 방향으로 일관된 견인력이 있는 후크와 같이 힘을 견뎌야 하는 물체는 레이어 선이 적용되는 힘과 일렬로 정렬되도록 인쇄해야 합니다.

세로로 인쇄하면 레이어 선이 수평이 되어 후크가 레이어 접착이 허용하는 만큼만 힘을 견딜 수 있습니다.

반면에 옆면에 인쇄하면 후크가 받는 힘과 레이어 선이 일직선이 되어 강도가 2배 이상 증가합니다.

여기 CNC Kitchen에서 매우 자세하게 설명한 동영상이 있습니다. 레이어 높이와 레이어 방향 사이의 강도 차이를 확인하려면 시청하는 것이 좋습니다.

또한 충전 패턴은 부품의 강도에 몇 가지 중요한 영향을 미치므로 사용하려는 용도에 따라 다른 패턴을 사용해야 합니다.

속도를 위한 최상의 레이어 높이

인쇄 속도와 레이어 높이는 반비례합니다. 레이어 높이가 두꺼울수록 인쇄 시간이 빨라지고 레이어 높이가 얇을수록 인쇄 속도가 느려집니다. 예를 들어, 표준 0.4mm 노즐을 사용하면 0.32mm 및 0.1mm 레이어 높이 모두에서 인쇄가 가능하며 20x20x20mm 큐브를 인쇄하는 데 각각 18분 및 59분이 걸립니다.

가능한 한 빨리 인쇄하려면 가능한 가장 두꺼운 층 높이와 가장 큰 노즐을 사용해야 합니다. 이렇게 하면 세부 사항을 낮추면서 부품을 인쇄하는 데 걸리는 시간을 크게 줄일 수 있습니다.

표준 0.4mm 노즐을 사용하는 대부분의 사람들의 경우 0.28mm 또는 0.32mm에서 인쇄하는 것이 물체를 인쇄하는 데 사용할 최대 레이어 높이여야 합니다. 그때부터 속도를 높이는 유일한 방법은 슬라이서의 일부 설정을 조정하는 것 외에는 현재 노즐을 더 큰 직경의 노즐로 바꾸는 것입니다.

시제품 제작을 위한 최상의 레이어 높이

인쇄된 부품이 최종 제품이 아니라는 점을 고려하면 프로토타이핑이 빨라야 합니다. 레이어 높이는 유일한 중요한 요소가 아닙니다. 노즐 직경, 채우기 비율 및 슬라이서의 인쇄 속도 설정도 마찬가지입니다.

일반적으로 가능한 한 큰 노즐을 사용하고 가능한 한 적은 충전재(모든 방향에서 강한 3D 충전재이므로 가능한 경우 입방체 충전재 사용), 가장 두꺼운 레이어 높이 및 가장 빠른 인쇄를 사용하고 싶을 것입니다. 설정.

인쇄 속도를 높이면 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 이전 레이어가 제대로 응고되지 않았을 수 있으며, 링잉 및 고스트가 많이 발생하고 치수 정확도가 떨어지는 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

속도 설정은 가지고 있는 프린터에 따라 다르지만 주변 속도를 100mm/s로 설정하고 인필을 약 200-250mm/s로 설정하는 것이 좋은 시작이고 인쇄 시간을 크게 줄여야 합니다.

레이어 높이는 얼마나 중요합니까?

레이어 높이를 높이면 프린터가 같은 높이를 얻기 위해 많은 레이어를 놓을 필요가 없기 때문에 더 빠른 인쇄가 가능하지만 레이어가 두꺼워지기 때문에 해상도와 품질이 저하됩니다. 매끄럽고 디테일한 인쇄를 위해서는 레이어 높이를 낮추는 것이 좋습니다.

앞서 링크한 두 개의 벤치 인쇄로 돌아가면 0.32mm로 인쇄된 것의 채우기 선을 명확하게 볼 수 있지만 0.12mm 벤치에서는 그 선이 거의 보이지 않습니다. 그러나 가장 눈에 띄는 곳은 지붕과 벤치의 레일/측벽입니다. 분명한 계단 효과가 있기 때문입니다.

레이어 높이를 낮출수록 레이어 선이 덜 명확해지고 계단 효과가 훨씬 덜 명확해집니다. 그러나 해상도를 높이면 인쇄 시간이 길어지고 레이어 높이를 더 낮추어야 하는 시점이 옵니다. 품질이 크게 향상되지는 않지만 인쇄 시간이 많이 늘어납니다.

일반적으로 0.12mm 또는 0.1mm이면 매우 상세한 결과를 생성하기에 충분합니다. 이보다 낮으면 품질 향상을 위해 시간을 거래하는 것뿐입니다.

3D 프린팅 레이어 높이 계산기

Prusa는 Z 축이 전체 단계 증분으로만 이동하는 레이어 높이를 선택할 수 있는 최적의 레이어 높이 계산기를 개발했습니다. Z 축은 일반적으로 비활성 상태에서 활성화되지 않습니다. 마이크로 스텝 동안 축이 비활성화되면 축은 가장 가까운 전체 스텝으로 점프하고 오류가 발생합니다.

이것은 영국식 리드스크류가 있는 기계에 가장 유용하지만 미터법 리드스크류가 있는 비정상적인 층 높이에도 유용합니다.

몇 가지 매개변수를 도입하면 이상적인 레이어 높이를 얻을 수 있습니다.

Ender 3 스테퍼 모터 매직 넘버

레이어 높이는 "매직 넘버"로 나눌 수 있습니다. 이러한 매직 넘버는 본질적으로 특정 프린터에서 가장 잘 작동하는 레이어 높이입니다.

Ender 3 모델의 경우 나사산 막대가 1회전당 8mm를 들어 올리기 때문에 매직 넘버가 0.04mm씩 증가하며 이 작업을 200단계(회전당)로 수행합니다.

8mm를 200으로 나누면 단계당 0.04mm라는 마법의 숫자가 됩니다.

프린터가 위로 이동할 때 각 단계에 대해 동일한 위치에 있기 때문에 그 마법의 숫자를 유지하고 싶습니다. 그러면 프린터가 위로 움직이는 방식이 일관되기 때문에 인쇄 품질이 향상됩니다.

매직 넘버를 알면 다음과 같이 변형할 수 있습니다.

0.24mm
0.20mm
0.16mm
0.12mm
0.08mm

이전에는 표준 설정이 레이어 높이를 0.1mm, 0.15mm 등으로 설정하고 이들 중 어느 것도 배수 또는 0.04mm가 아니므로 슬라이서에서 수동으로 설정해야 했습니다.

이제 최신 버전의 Cura와 같은 대부분의 슬라이서는 미세한 디테일의 경우 0.12mm 또는 거친 디테일의 경우 0.28mm와 같이 이 "매직 넘버"와 일치하는 다른 레이어 높이를 가지며 이 모든 것이 모든 Ender에서 완벽하게 작동합니다. 3 머신(단계당 0.04mm로 움직이는 모든 프린터 포함).

다른 레이어 높이와 관련된 문제

이전에 언급했듯이 큰 노즐과 두꺼운 레이어로 인쇄하면 인쇄 속도가 빨라지지만 플라스틱 층이 접착할 접촉면이 많지 않기 때문에 모델이 상당히 나빠 보이고 강하지 않을 수 있습니다. 서로에게.

반면에 0.05mm와 같이 극도로 얇은 레이어를 사용하면 인쇄 품질이 떨어지고 다양한 결함이 발생할 수 있으며 아주 작은 물체에도 인쇄 시간이 엄청나게 길어질 수 있습니다.

정말 고해상도(낮은 레이어 높이)로 인쇄하기로 결정한 경우 침대의 수평을 완벽하게 맞추지 않으면 인쇄물이 침대에 달라붙지 않을 수 있습니다.

이 경우 인쇄물이 베드에 강하게 달라붙도록 더 큰 첫 번째 레이어를 인쇄한 다음 원하는 레이어 높이로 인쇄하도록 다음 레이어를 설정하는 것이 좋습니다.

결론

인쇄하는 항목에 따라 조정해야 하기 때문에 "모든 사람에게 맞는 단일 크기" 레이어 높이가 없습니다.

직접 디자인하거나 프로토타이핑 등을 하고 최종 제품이 준비되기 전에 다양한 반복을 인쇄해야 하는 경우 0.28mm로 인쇄합니다(0.4mm 노즐이 있는 경우). 이렇게 하면 인쇄물이 빠르게 출력되고 여전히 기능을 유지하면서 여전히 꽤 좋아 보입니다.

최종 디자인을 인쇄할 준비가 되면 레이어 높이를 낮출 수 있습니다.

일반적으로 0.2mm가 품질과 속도 면에서 대부분의 3D 프린트에서 최적의 지점인 것 같기 때문에 0.2mm를 고수하는 것이 좋습니다.

이 정보가 도움이 되었기를 바랍니다!

좋은 하루 되세요!

자주 묻는 질문

.4 노즐에 대한 최상의 레이어 높이

0.2mm는 높은 인쇄 품질을 유지하면서 비교적 빠른 인쇄 시간을 허용하므로 0.4mm 노즐에 이상적인 레이어 높이입니다. 노즐 크기는 허용되는 최대 레이어 높이에만 영향을 미치기 때문에 기술적으로 최소 레이어 높이가 없다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

.6 노즐에 대한 최상의 레이어 높이

0.3mm는 품질과 인쇄 시간 간의 최상의 균형을 제공하기 때문에 0.6mm 노즐에 이상적인 레이어 높이입니다. 노즐 크기는 허용되는 최대 레이어 높이에만 영향을 미치기 때문에 기술적으로 최소 레이어 높이가 없다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

.8 노즐에 대한 최상의 레이어 높이

0.4mm는 품질과 인쇄 시간 간의 최상의 균형을 제공하기 때문에 0.8mm 노즐에 이상적인 레이어 높이입니다. 더 빠른 인쇄 시간이 필요한 경우 0.5mm는 0.4mm와 상당히 유사한 품질을 유지하면서 훨씬 더 빠른 인쇄를 생성합니다.

Ender 3의 최적 레이어 높이

Ender 3 레이어 높이는 모터가 각 단계에서 노즐을 움직이는 정도이므로 0.04mm의 배수로 설정해야 합니다. 즉, 0.08mm, 0.12mm와 같이 0.04mm의 배수 중 하나로 설정해야 합니다. , 0.16mm, 0.2mm 등